Вяжущие из стеклобоя
Технологам Московского государственного строительного университета удалось получить ряд новых строительных материалов на основе вяжущих автоклавного и безавтоклавного твердения, получаемых с применением боя искусственных щелочных стекол. Физико-механические и эксплуатационные свойства, например, элементов мощения мостовых, изготовленных здесь по вибропрессовой технологии, следующие.
При прочности на сжатие от 35 до 60 мегапаскалей и морозоустойчивости более 250 циклов они характеризуются высокой коррозийной стойкостью к солям, кислотам, щелочам. В то же время мелкозернистый бетон при средней плотности 1900-1960 килограммов на кубометр имеет прочность на сжатие 20-30 мегапаскалей, при изгибе 4,3-5,2 мегапаскалей.
Попытка применить стеклобой при создании шлакостекольного вяжущего вещества безавтоклавного твердения привела к появлению щелочеземельного вяжущего с применением щелочных затворителей. Доля стеклобоя в составе материала составила от 6,5 до 45 процентов.
В процессе создания энергосберегающих безавтоклавных экологически чистых технологий производства новых видов строительных материалов на основе боя искусственных стекол выявилась возможность получения широкой гаммы материалов самого разнообразного назначения. Это строительные растворы, мелкозернистые бетоны и поризованные теплоизоляционные материалы. Все они имеют повышенные защитные, прочностные, антикоррозийные свойства.
Разработанные технологии позволяют создавать материалы с заданными, регулируемыми свойствами и использовать их при строительстве дорог, канализационных коллекторов, взлетных полос аэродромов, при теплоизолировании и отделке ограждений, защищающих от излучения.
В атомной промышленности это востребовано при возведении бетонных ограждений реакторных установок и хранилищ отходов, облицовывании боксов с радиоактивным оборудованием, нанесении негорючих теплоизоляционных покрытий. В химической промышленности материалы, о которых идет речь, обеспечивают стойкость к агрессивным средам применяемых строительных конструкций, отделку и теплоизоляцию производственных помещений в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Бой искусственного стекла ценится как сырье для получения вяжущего материала благодаря содержанию в нем кремнезема и щелочных оксидов, а также окислов алюминия и кальция. Особый интерес представляет бой барийсиликатных стекол. Материалы на его основе применяются при отделке рентгеновских кабинетов и других помещений, требующих специальных покрытий. Бой свинцовых стекол идет в строительные материалы, используемые при строительстве и отделке объектов атомной промышленности.
В основу работ, раскрывающих потенциальные возможности утилизации техногенных стекол, было положено теоретическое положение о том, что стекла в тонкодисперсном состоянии при повышенных температурах в щелочной среде обладают вяжущими свойствами и способны в результате омоноличивания твердой фазы образовывать прочный строительный материал.
После сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Наиболее простым и доступным вариантом утилизации стеклобоя является традиционная технология изготовления мелкозернистого бетона, где стеклобой выступает в качестве заполнителя.
В данной системе доля использования стеклобоя составляет 70 процентов. Технология использует пластичные и жесткие смеси. Отформованные изделия не требуют специальной тепловой обработки. Максимально утилизировать стеклобой позволяет технология получения мелкозернистого бетона и раствора, когда стеклобой выступает и в качестве вяжущего, и в качестве заполнителя.
Технология получения поризованного теплоизоляционного материала на основе стеклобоя основана на способе сухой минерализации пены и включает приготовление пены, минерализацию ее порошком стеклобоя при активном перемешивании и заливку пеномассы в формы. Твердение подразумевает высушивание при температуре 40-50 градусов. Доля использования стеклобоя в композиции достигает 95 процентов.
Испытания показали, что материалы на основе боя искусственных стекол не уступают, а в ряде случаев и превосходят по общестроительным и функциональным свойствам аналогичные материалы, изготавливаемые из традиционных вяжущих. Например, поризованный теплоизоляционный материал на основе стеклобоя имеет при средней плотности 300 килограммов на кубометр прочность при сжатии 0,8 мегапаскаля, прочность при изгибе 0,3 мегапаскаля, водопоглощение 38 процентов по массе, коэффициент размягчения 0,94, теплопроводность 0,054 ватта к метру на градус Кельвина.
Кроме того, материал негорюч. При температуре более 700 градусов происходит его вспучивание, что позволяет рекомендовать его для устройства теплоизоляции зданий промышленного и гражданского назначения, крупных энергетических объектов, машинных залов атомных станций, а также промышленного и технологического оборудования с температурой изолируемой поверхности 600 градусов и более.
Игорь ПРИВАЛОВ
При прочности на сжатие от 35 до 60 мегапаскалей и морозоустойчивости более 250 циклов они характеризуются высокой коррозийной стойкостью к солям, кислотам, щелочам. В то же время мелкозернистый бетон при средней плотности 1900-1960 килограммов на кубометр имеет прочность на сжатие 20-30 мегапаскалей, при изгибе 4,3-5,2 мегапаскалей.
Попытка применить стеклобой при создании шлакостекольного вяжущего вещества безавтоклавного твердения привела к появлению щелочеземельного вяжущего с применением щелочных затворителей. Доля стеклобоя в составе материала составила от 6,5 до 45 процентов.
В процессе создания энергосберегающих безавтоклавных экологически чистых технологий производства новых видов строительных материалов на основе боя искусственных стекол выявилась возможность получения широкой гаммы материалов самого разнообразного назначения. Это строительные растворы, мелкозернистые бетоны и поризованные теплоизоляционные материалы. Все они имеют повышенные защитные, прочностные, антикоррозийные свойства.
Разработанные технологии позволяют создавать материалы с заданными, регулируемыми свойствами и использовать их при строительстве дорог, канализационных коллекторов, взлетных полос аэродромов, при теплоизолировании и отделке ограждений, защищающих от излучения.
В атомной промышленности это востребовано при возведении бетонных ограждений реакторных установок и хранилищ отходов, облицовывании боксов с радиоактивным оборудованием, нанесении негорючих теплоизоляционных покрытий. В химической промышленности материалы, о которых идет речь, обеспечивают стойкость к агрессивным средам применяемых строительных конструкций, отделку и теплоизоляцию производственных помещений в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Бой искусственного стекла ценится как сырье для получения вяжущего материала благодаря содержанию в нем кремнезема и щелочных оксидов, а также окислов алюминия и кальция. Особый интерес представляет бой барийсиликатных стекол. Материалы на его основе применяются при отделке рентгеновских кабинетов и других помещений, требующих специальных покрытий. Бой свинцовых стекол идет в строительные материалы, используемые при строительстве и отделке объектов атомной промышленности.
В основу работ, раскрывающих потенциальные возможности утилизации техногенных стекол, было положено теоретическое положение о том, что стекла в тонкодисперсном состоянии при повышенных температурах в щелочной среде обладают вяжущими свойствами и способны в результате омоноличивания твердой фазы образовывать прочный строительный материал.
После сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Наиболее простым и доступным вариантом утилизации стеклобоя является традиционная технология изготовления мелкозернистого бетона, где стеклобой выступает в качестве заполнителя.
В данной системе доля использования стеклобоя составляет 70 процентов. Технология использует пластичные и жесткие смеси. Отформованные изделия не требуют специальной тепловой обработки. Максимально утилизировать стеклобой позволяет технология получения мелкозернистого бетона и раствора, когда стеклобой выступает и в качестве вяжущего, и в качестве заполнителя.
Технология получения поризованного теплоизоляционного материала на основе стеклобоя основана на способе сухой минерализации пены и включает приготовление пены, минерализацию ее порошком стеклобоя при активном перемешивании и заливку пеномассы в формы. Твердение подразумевает высушивание при температуре 40-50 градусов. Доля использования стеклобоя в композиции достигает 95 процентов.
Испытания показали, что материалы на основе боя искусственных стекол не уступают, а в ряде случаев и превосходят по общестроительным и функциональным свойствам аналогичные материалы, изготавливаемые из традиционных вяжущих. Например, поризованный теплоизоляционный материал на основе стеклобоя имеет при средней плотности 300 килограммов на кубометр прочность при сжатии 0,8 мегапаскаля, прочность при изгибе 0,3 мегапаскаля, водопоглощение 38 процентов по массе, коэффициент размягчения 0,94, теплопроводность 0,054 ватта к метру на градус Кельвина.
Кроме того, материал негорюч. При температуре более 700 градусов происходит его вспучивание, что позволяет рекомендовать его для устройства теплоизоляции зданий промышленного и гражданского назначения, крупных энергетических объектов, машинных залов атомных станций, а также промышленного и технологического оборудования с температурой изолируемой поверхности 600 градусов и более.
Игорь ПРИВАЛОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 46 за 2009 год в рубрике мат. и тех.
