----
----






Пылевидные отходы – эффективные наполнители для неавтоклавного газобетона


Г.Е. ТРЕСКИНА, канд. техн. наук; Ю.Д. ЧИСТОВ, д-р техн. наук, проф.

  В сложившейся экономической ситуации в стране перед строительной индустрией стоят задачи экономии минеральных ресурсов, снижения материалоемкости, трудоемкости и энергетических затрат. Их выполнение непосредственно связано с производством самого объемного и крупнотоннажного строительного материала – стеновых изделий и конструкций. С введением новых теплотехнических норм в строительстве и увеличением цен на энергоносители особенно остро встал вопрос разработки и использования высокоэффективных, экологически чистых стеновых материалов с высокими теплозащитными свойствами.
   Наиболее перспективен в сложившейся ситуации неавтоклавный ячеистый бетон. Он обладает всеми основными преимуществами, отвечающими современным требованиям к строительным материалам по теплозащитным характеристикам. Однако большинство существующих в настоящее время технологий производства неавтоклавного ячеистого бетона требует применения достаточно дорогостоящих сырьевых материалов (портландцемент, известь, мытый кварцевый песок и др.), что отражается на стоимости и конкурентоспособности материала. Для решения данной проблемы наиболее актуальны разработки новых технологических приемов использования в производстве неавтоклавных ячеистых бетонов местной сырьевой базы и минеральных промышленных отходов. Это позволит обеспечить производство богатейшим источником дешевого и частично уже подготовленного минерального сырья и создаст реальные возможности для экономии энергетических ресурсов и капитальных вложений.

Рис. 1. Микроструктура затвердевшего камня из рабочих смесей.


   В процессе добычи и переработки первичного природного сырья промышленностью от 60 до 90 % превращается в отходы и побочные продукты. В ряде регионов страны на протяжении многих лет в отвалохранилища направляются огнеупорные глины, каолинитовое сырье, песчаники, горелые породы, пылевидные отходы с высоким количеством глинистых примесей. Ограничение массового использования глиносодержащих отходов и некондиционных пылевидных песков в технологии производства бетонов обусловлено тем, что недостаточно изучена роль пылевидных и глинистых частиц в структурообразовании цементных композиций.
   В МГСУ на кафедре «Технологии вяжущих веществ и бетонов» на протяжении ряда лет проводятся исследования по разработке научно обоснованных технологических решений, позволяющих с использованием пылевидных отходов или материалов с высоким содержанием пылевидных и глинистых частиц (до 80 %) изготавливать эффективные ячеистые бетоны без автоклавной обработки [1–4].
   Известно, что достижение наибольшей прочности ячеистого бетона может быть достигнуто за счет исключения из вяжущей матрицы посторонних включений и продуктов новообразований с размерами, превышающими толщину каркаса и стенок газовых пор. Для этого целесообразно инертный наполнитель заменить на активный, позволяющий сократить расход цемента, способствующий уплотнению структуры и активно влияющий на физико-химические процессы, происходящие в твердеющей вяжущей композиции. В роли такого наполнителя могут выступать пылевидные отходы или материалы с высоким содержанием пылевидных и глинистых частиц, проявляющих активность при соответствующей обработке в специальных агрегатах, что создает предпосылки их эффективного использования в смешанных вяжущих композициях.
   Результаты радиологического анализа проб пылевидных отходов предприятий, использующих предварительную обработку песка – сушку, проведенные аккредитованной испытательной лабораторией, показали, что указанные материалы относятся к 1 классу (по ГОСТу 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов», приложение А), что позволяет их использовать для всех видов строительства.
   Пылевидные и глинистые частицы в силу своей высокой дисперсности склонны к агрегированию в мелкие флокулы. В результате часть материала, находящаяся внутри флокулы остается незадействованной. Данное обстоятельство резко снижает качество затвердевшего камня с использованием отходов с пылевидными и глинистыми примесями. Поэтому для увеличения прочности, морозостойкости и других качественных показателей затвердевшего камня необходимо использование специальных технологических приемов для механохимической активации исследуемых рабочих смесей. Особый технологический прием позволит разрушить образовавшиеся микрогранулы из пылевидных и глинистых частиц; «раскрыть» их реакционную способность за счет образования промежуточных аморфных состояний на поверхности частиц, а именно оксида кремния и глинозема; избежать нежелательного комкования частиц отхода, а также снизить их высокую водопотребность. Подобная обработка способствует накоплению в бетонной смеси субмикрокристаллических коллоидных частиц, схватывание которых задерживается тончайшими пленками поверхностно-активных веществ (ПАВ) на поверхности твердой фазы, получаемых при механохимической активации.
   Эффективное сочетание основных принципов механохимии и современных представлений о механизме действия высокоэффективных ПАВ может привести к решению проблемы создания бетонов с использованием пылевидных отходов, содержащих глинистые частицы, с более высокими прочностью и однородностью.

Рис. 2. Распределение пор по диаметрам в затвердевшем камне на основе.


   Для решения поставленной задачи была использована разработанная установка на экспериментально-производственной базе ЗАО «Антикорстрой», предназначенная для измельчения и активации тонкозернистых материалов. Данный агрегат при небольших размерах, высокой эксплуатационной надежности и низких удельных энергозатратах позволил обеспечить эффективное тонкое диспергирование глинистых минералов, а также оптимальную гомогенизацию смеси. Присутствие высокоэффективных пластификаторов при механохимической активации смеси компенсировало отрицательное воздействие глинистых частиц (высокую водопотребность, набухание в воде).
   Исследованиями с использованием методов ДТА, РФА и электронной микроскопии установлено, что в смесях, подвергнутых механохимической активации, происходит химическое взаимодействие между глинистыми минералами и гидратными новообразованиями смешанного вяжущего. В результате в условиях пониженной концентрации СаО в жидкой фазе наряду с высокоосновными образуются и низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, преимущественно в мелкодисперсном виде в форме игл и волокон. Микроструктуры затвердевшего камня из рабочих смесей, прошедших механохимическую активацию и без нее, представлены на рис.1.
   По мере углубления процессов гидратации смешанного вяжущего активированные частицы пылевидного отхода взаимодействуют с гидроксидом кальция, что обусловливает синтез дополнительных порций гидросиликатов кальция. Процесс выделения гидросиликатов способствует дальнейшему уплотнению структуры и повышению прочности затвердевшего камня. Адсорбционная вода на глинистых частицах в процессе массопереноса проходит через активные центры негидратированных частиц цемента и тем самым создает благоприятные условия для более глубокой гидратации цемента. Таким образом, увеличение прочности образцов из смеси вяжущего и пылевидного отхода, подвергнутой механохимической активации, объясняется типом новообразований и характером структуры.
   Отличительной особенностью смеси, подвергнутой механохимической активации, является замедление процессов структурообразования в ранний период (в первые 6–12 ч.) с последующей интенсивной потерей тиксотропных свойств и преобладанием процессов кристаллизации.
   Механохимическая активация рабочих композиций позволила значительно облагородить поровую структуру матрицы ячеистого бетона – суммарная пористость матрицы активированных смесей уменьшилась в полтора раза. Максимум распределения капиллярных пор (рис.2) смещается в сторону более мелких пор (в интервале до 0,01 мкм) за счет разукрупнения опасных капиллярных пор, способных участвовать в миграции агрессивных сред в глубь затвердевшего камня, что является залогом повышения долговечности изделий из исследуемых смесей. Таким образом, механохимическая активация рабочих композиций с пылевидным отходом позволила повысить прочность межпоровых перегородок для обеспечения получения неавтоклавных ячеистых бетонов с требуемыми физико-механическими свойствами.
   Из рабочих смесей с пылевидным отходом, активированных по оптимальным режимам, получены неавтоклавные газобетоны средней плотностью от 400 до 900 кг/м3. Расход портландцемента в
   таких композициях составляет от 208 до 365 кг/м3 в зависимости от средней плотности ячеистого бетона. Сравнение показателей прочности на сжатие полученного неавтоклавного газобетона с нормативными требованиями по ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» показало, что он отвечает нормативным требованиям и по своим прочностным показателям приближается к автоклавным ячеистым бетонам.
   Проведенные испытания образцов из неавтоклавного газобетона с использованием пылевидных отходов подтвердили его соответствие требованиям ГОСТ, что позволяет рекомендовать его для изготовления эффективных стеновых изделий.
   Разработанная технология изготовления стеновых блоков из неавтоклавного газобетона с использованием пылевидных отходов с высоким содержанием глинистых частиц позволяет решить важные проблемы:
   – экологическую – путем утилизации пылевидных отходов, снижения вредного влияния отвалов на прилегающие территории и убытки, наносимые при этом сельскому хозяйству;
   – экономическую – за счет исключения из состава газобетона кварцевого песка, сокращения затрат на строительство и эксплуатацию отвалов, уменьшения расхода энергии на формирование структуры и прочности материала без автоклавной обработки, снижения теплового загрязнения окружающей среды в результате использования отходящих газов при теплогазовой обработке изделий из газобетона.

Библиографический список:
   1. Чистов Ю.Д., Трескина Г.Е. Неавтоклавные бетоны плотной и ячеистой структуры на основе мелкодисперсных глиносодержащих отходов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. №7–8.1999.
   2. Чистов Ю.Д., Трескина Г.Е. Глиносодержащие отходы – сырье для неавтоклавных бетонов // Материалы науч.-практич. семинара «Проблемы и пути создания композиционных материалов и технологии комплексного извлечения металлов из вторичных минеральных ресурсов» / Под общ. ред. д.т.н., проф. С.И. Павленко. – Новокузнецк: СибГИУ, 2000.
   3. Трескина Г.Е. Чистов Ю.Д. Свойства ячеистых бетонов на основе глиносодержащих отходов // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. Ч.II. – Пенза, 2001.
   4. Трескина Г.Е. Неавтоклавный газобетон с использованием пылевидных отходов сушки песка. Дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук.– М.: МГСУ, 2002.

Список товаров, услуг и цен предоставляемых организациями разместившими объявления на сайте (В алфавитном порядке. Тестовый режим)
Страница 1: AL - антистатик
Страница 2: аренда - водопровод
Страница 3: водослив - желоб
Страница 4: жилье - короткобазовый
Страница 5: коррубит - наирит
Страница 6: наклейка - пергамин
Страница 7: перевозка - радиатор
Страница 8: разгрузка - средство
Страница 9: СРО - услуги
Страница 10: установка - ящик

Строительные материалы в Интернете:



Архив объявлений с предложениями строительных материалов описаных в статьях:
Объявления строительных фирм Объявления строительных фирм (1)
Объявления строительных фирм (2) Объявления строительных фирм (3)
Объявления строительных фирм (07.06.08) Объявления строительных фирм (22.07.08)
Объявления строительных фирм (12.09.08)  
Цены на строительные материалы описанные в статьях (прайс-листы):
Строительство и ремонт
Кирпич и стеновые материалы
Окна и оконные конструкции
Двери, ворота, входные группы
Ограждающие конструкции, офисные перегородки
Пиломатериалы, изделия из дерева
Отделочные материалы
Керамическая плитка, керамический гранит
Лаки, эмали и краски
Стекло, поликарбонат, зеркала
Стройматериалы 1 Стройматериалы 2 Стройматериалы 3
Кровля, кровельные материалы
Гидро-, звуко, теплоизоляционные материалы
Сантехника, канализация
Отопление и вентиляция
Электрооборудование
Металл, кованные изделия
Машины, оборудование и инструмент
Дизайн и интерьер
Услуги в области строительства
Различные стройматериалы
Стройматериалы 4

Интернет-сайты предлагающие стройматериалы: