ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИЗОВАННЫХ КОМПОЗИТОВ НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ НА СИЛИКАТНОЙ МАТРИЦЕ

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ СТЕНОВЫЕ КОМПОЗИТЫ

Шинкевич Е.С., Доценко Ю.В.

Представлено особливості отримання ефективних стінових композитів тепловологісного твердіння на основі поризованої силікатної матриці.

Представлены особенности получения эффективных стеновых композитов тепловлажностного твердения на основе поризованной силикатной матрицы.

Features of effective wall composites heat and humidity of hardening on the basis of porous silicate matrix are presented. The mechanism of formation of structure of activated in nonequilibrium disperse systems is offered. The analysis of efficiency of application of these composites in construction is done.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Поризованные композиты, силикатная матрица, комплексная активация, энергоэффективность, щелочная и щелочесодержащая добавки.

ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Вопросы экономии энергетических ресурсов стояли перед обществом во все времена. С повышением уровня развития цивилизации эта проблема становится все более актуальной. Отличительная особенность современного строительства — это его высокая энергоемкость. Экономия энергии сегодня рассматривается многими странами как одна из важнейших экономических проблем, так как энергетические затраты сегодня составляют большую часть себестоимости любого вида продукции. Результаты мировых многочисленных исследований, которые были посвящены изучению проблем энергосбережения, показывают, что наибольшее количество энергии тратится на отопление. Поэтому сейчас особенно актуальны технические решения, которые обеспечивают повышение уровня тепловой защиты зданий, сокращение расходов на их строительство и эксплуатацию.

Известно, что силикатные бетоны и изделия на их основе отличаются экологичностью, но уступают по показателям энергосбережения и теплофизическим свойствам многим современным материалам. Тем не менее, спрос на силикатный кирпич не снижается, что объясняется его экологичностью и доступностью сырьевых материалов. ОСП плита легче бетонных материалов и стоит на том же уровне, что и силикатные изделия по экологичности, но уступает в прочносных характеристиках.

ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИЗОВАННЫХ КОМПОЗИТОВ НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ НА СИЛИКАТНОЙ МАТРИЦЕ

Сегодня становятся перспективными строительные материалы на основе сильнонеравновесных дисперсных систем. Им присущи свои собственные закономерности поведения, отличные от силикатных бетонов автоклавного твердения. Авторами разработаны поризованные композиты с силикатной матрицей на основе активированной смеси [2].

Отличительной особенностью композитов на поризованной силикатной матрице является тепло-влажностное твердение при температуре Т=85єС, комплексная активация и поризация щелочными и щелочесодержащими добавками в условиях комплексной активации. Поризация обеспечена введением в состав силикатной матрицы добавок, способных к поризации: жидкого стекла и NaOH. Обширные исследования по активации показывают положительное влияние на свойства различных видов дефектов и дислокаций. Именно термодинамически неустойчивые контакты отличаются высокой прочностью. Интерес к материалам с использованием жидкого стекла определяется экологической чистотой и биологической устойчивостью получаемых материалов. Для регулирования степени поризации дисперсной системы использовались добавки: гидроокись натрия NaOH, жидкое стекло Na2O · nSiO2 · mH2O и природный двуводный гипс СаSO4 · 2H2O в оптимальных соотношениях. Введение щелочной и щелочесодержащей добавки способствует увеличению объема смеси в 1,2…1,4 раза. Синергическое действие добавок в процессе комплексной активации смесей способствует их поризации. Структура поризованной силикатной матрицы характеризуется следующими параметрами: плотность композитов снижается до 1300…1400 кг/м3, что на 28…30% меньше плотности силикатного кирпича; коэффициент теплопроводности - 0,24…0,46 Вт/м*К, что в 2 и более раз меньше коэффициента теплопроводности силикатного кирпича. И, вследствие, - толщина стены может быть уменьшена в 2 и более раз.

Тепловлажностное твердение таких композитов реализуется за счет комплексной активации силикатобетонной смеси с использованием в качестве щелочного компонента известково-кремнеземистого вяжущего негашеной извести в количестве, на 50% превышающем содержание извести в традиционной автоклавной технологии силикатного кирпича. Пониженное содержание извести, обусловленное стремлением полностью ее связать в конце технологического процесса, для получения стабильных гидросиликатов кальция (ГСК), в традиционной технологии связано с необходимостью предотвращения объемных изменений в известково-кремнеземистом вяжущем в процессе твердения. Однако малое количество извести - всего 7%, является и недостатком данной технологии. Кроме того, как показано в работах [1, 2] метастабильные ГСК также являются фазой, способствующей улучшению многих физико-механических свойств и повышению их со временем на стадии эксплуатации.

Как известно, автоклавная обработка необходима для повышения растворимости кварца, но при этом происходит снижение растворимости извести, что обусловлено особенностями химической термодинамики извести, хотя скорость ее растворения увеличивается [1]. В условиях ТВО, при температуре Т=85єС, обеспечиваются оптимальные условия для достаточного растворения кристаллического кварца при сохранении достаточно высокой растворимости извести. Кроме того, повышение водородного показателя рН системы за счет повышенного содержания извести обуславливает создание благоприятных условий для долговечности новообразований ГСК на стадии эксплуатации при 11,5≤рН≤12,5.

Дополнительное введение добавок щелочи и гидросиликата натрия способствуют переходу системы из неравновесного состояния в сильнонеравновесное и обеспечивают практически мгновенное начало формирования ГСК с ультрадисперсной морфологией. Переходу системы в сильнонеравновесное состояние также способствует повышение степени дефектности структуры кристаллического кварца, а также активация известкового компонента. Механохимическая активация, применяемая в производстве поризованных композитов на основе силикатной матрицы, предопределяет наличие разных видов дефектов и дислокаций [3]. Известно, что образование дефектов в существенной мере определяет свойства строительных композитов. Дисперсные системы в сильнонеравновесном состоянии характеризуются нелинейностью, необратимостью и неустойчивостью. В результате ситуации, которые не могут быть реализованы в равновесном состоянии, становятся возможными в сильнонеравновесных дисперсных системах. Именно термодинамически неустойчивые контакты могут отличаться высокой прочностью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабушкин В.И. Термодинамика силикатов / Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. - М.: Стройиздат, 1986. – 407 с.
2. Шинкевич Е.С. Развитие научных основ получения известково-кремнеземистых строительных композитов неавтоклавного твердения: дис. … доктора техн. наук. - Одесса, 2008. – 327 с.
3. Логвиненко А.Г. Процессы гидратации вяжущих материалов, подвергнутых механической активации / Логвиненко А.Г., Савинкина М.А. // Гидратация и твердение вяжущих: тез. докл. и сообщ. Всесоюзного совещания. - Уфа, 1978. – С. 319-320.
4. The influence of Modification of the Structure of Silicate Materials on Their Properties After Nonautoclaved Hardening / [Shinkevich, E., Lutskin, E., Dotsenko, J. at al.] // Proc. of the 8th Int. Sympozium Brittle Matrix Composites 8. - Warsaw, 2006. - P. 517-525.
5. Серов И.Н. Проблемы нанотехнологии в современном материаловедении / Серов И.Н., Жабреев В.А., Марголин В.И. // Физика и химия стекла. - 2003. - Т. 29, №2. - С. 241-255.
6. Саницкий М.А. Некоторые вопросы кристаллохимии цементных минералов / Саницкий М.А. - К.: УМК ВО, 1990. - 64 с.
7. Вегман Е.Ф., Кристаллография, минералогия, петрография и рентгенография / Вегман Е.Ф., Руфанов Е.Г., Федорченко И.Н. – М.: Металлургия, 1990. – 264 с.
8. Оценка эффектов влияния комплексной активации на свойства известково-кремнеземистых дисперсных систем и силикатных композитов // [Шинкевич Е.С., Бондаренко Г., Доценко Ю.В. и др.]. – Одеса: Вісник ОДАБА. – Вип. 34, 2009. – С.215-219.

REFERENSES

1. Babushkin, V. Thermodynamics silicates / Babushkin, V., Matveev, G., Mchedlov-Petrosyan, O. - Moscow: Stroiizdat, 1986. – 407 р.
2. Shinkevich Е. Development of scientific foundations of obtaining lime-siliceous construction composites nonautoclave hardening: diss. … doctor of technical sciences. - Odessa, 2008. – 327 р.
3. Logvinenko, A. The Processes of hydration of binding materials subjected to mechanical activation / Logvinenko, A., Savinkina, M. // Hydration and hardening of binding agents: abstracts. Dokl. and the message. All-Union conference. - Ufa, 1978. - P. 319-320.
4. The influence of Modification of the Structure of Silicate Materials on Their Properties After Nonautoclaved Hardening / [Shinkevich, E., Lutskin, E., Dotsenko, J., Koychev, A. at al.] // Proc. of the 8th Int. Sympozium Brittle Matrix Composites 8. - Warsaw, 2006. - P. 517-525.
5. Serov, S. Problems of nanotechnologies in modern materials / [Serov, S., Gubree,v V., Margolin, V.] // Physics and chemistry of glass, 2003. - B. 29 , №2. - P. 241-255.
6. Sanitsky, M. Some questions crystal chemistry of cement minerals / Sanitsky, M. - Kiev: UMK, 1990. - 64 р.
7. Vegman, E. Crystallography, Mineralogy, petrography and radiography / Vegman, E., Rufanov, E., Fedorchenko, I. - Moscow: Metallurgy, 1990. – 264 p.
8. Assessment of the effects of influence of a complex activation on the properties lime-siliceous disperse systems and silicate composites / [Shinkevich, E., Bondarenko, G., Dotsenko, J. and others]. – Odessa: Visnyk ODABA. - VIP. 34, 2009. - P. 215-219.
Категория: Із будівництва | Добавил: admin (2017-08-03)
Просмотров: 2145 | Теги: энергоэффективность, комплексная активация, силикатная матрица, Поризованные композиты | Рейтинг: 4.5/2

Коментарі до ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИЗОВАННЫХ КОМПОЗИТОВ НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ НА СИЛИКАТНОЙ МАТРИЦЕ, обговорення та відгуки: