Володченко А.А.

Кандидат технических наук, доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Россия

Study of the Influence of Hydrothermal Treatment Parameters on the Properties of Lightweight Silicate Bricks Using Aluminosilicate Microspheres and Substandard Clay Rocks

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-5-4
Аннотация
This article investigates the influence of various parameters of hydrothermal treatment on the properties of lightweight silicate bricks obtained using substandard clay raw materials, construction lime and aluminosilicate microspheres. It was found that it is possible to obtain products with the required performance characteristics at a minimum hydrothermal treatment pressure of 0.2 MPa. With an increase in pressure to 0.4 MPa, it is possible to reduce the time of isothermal exposure while main-taining the required properties, which helps to reduce the energy intensity of production. The optimal amount of CaO depends on the specific parameters of hydrothermal treatment. So in order to achieve maximum strength indicators, the content of CaO is 10 wt. % at a pressure of 0.2 MPa and 15 wt. % at a pressure of 0.4 MPa, respectively. The addition of aluminosilicate microspheres makes it possible to significantly reduce the average density and obtain a lightweight silicate brick with this indicator from 930 to 1610 kg /m3. The rational time of isothermal exposure, ensuring the formation of a cementing compound of optimal composition, and as a result, obtaining a material with high physical and me-chanical properties at a pressure of 0.2 MPa is 8 hours, and at a pressure of 0.4 MPa is 6 hours. Math-ematical models are proposed for the selection and optimization of lightweight silicate brick compositions based on construction lime, substandard clay rocks and aluminosilicate microspheres.
PDF

Эффективные силикатные композиты плотной структуры с использованием полых микросфер и нетрадиционного алюмосиликатного сырья

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-19-34
Аннотация
Одной из актуальных задач в области строительного материаловедения является обеспечение строительного комплекса различными видами экологически чистых, надежных и энергосберегающих материалов, производство и использование которых позволит внести вклад в решение проблемы антропогенного воздействия на окружающую среду за счет применения малоиспользуемого техногенного сырья. В складывающихся условиях импортзамещения необходимо использовать имеющуюся технологическую базу для увеличения объемов выпуска доступных, высокоэффективных, экологически безопасных традиционных строительных материалов, в том числе с использованием имеющейся сырьевой базы регионов. На рынке строительных материалов широко представлены конструкционные стеновые материалы гидратационного твердения получаемые с использованием в качестве вяжущего портландцемента. Однако не малую долю рынка занимают силикатные материалы. Известно, что прессованные силикатные материалы плотной структуры обладают достаточно хорошими показателями по прочности, однако их теплофизические характеристики невысокие. Снижение средней плотности плотных силикатных изделий может быть достигнуты за счет введения в сырьевую массу различных порообразующих компонентов, например полых микросфер. В работе показано, что использование полых алюмосиликатных микросфер в технологии получения силикатных материалов плотной структуры на основе нетрадиционного алюмосиликатного сырья при энергосберегающих параметрах автоклавного синтеза (давление водяного пара 0,4 МПа) и в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении позволяет получить строительный композит обладающий улучшенными теплофизическими и акустическими свойствами. Введение в сырьевую смесь алюмосиликатных микросфер в количестве 10-60 мас. % позволяет снизить значение показателя средней плотности до 45%. Значение показателя предела прочности при сжатии таких образцов в зависимости от состава и условий твердения составляет 7–21,5 МПа при их средней плотности 920–1610 кг/м3 соответственно.
PDF

ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ГИДРОСИЛИКАТОВ КАЛЬЦИЯ НА ПРОЦЕССЫ ТВЕРДЕНИЯ И СВОЙСТВА НЕАВТОКЛАВНЫХ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕТРАДИЦИОННОГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-2-19-28
Аннотация
Одним из возможных путей улучшения свойств строительных материалов является модифицирование процессов структурообразования, что может быть реализовано за счет применения кристаллических затравок. В связи с этим актуальным является вопрос исследования влияния искусственных гидросиликатов кальция на процессы твердения, а также свойства силикатных материалов неавтоклавного твердения на основе нетрадиционного алюмосиликатного сырья. Проведенными исследованиями установлено, что добавка искусственных гидросиликатов кальция (CSH) в количестве 1-1,5 мас. %, при содержании в смеси CaO менее 10 мас. %, эффективно повышает прочностные показатели изделий на всех этапах тепловлажностной обработки от 8 до 16%. Наиболее интенсивный прирост прочности отмечается в процессе тепловлажностной обработки (ТВО) в период с 3 до 6 часов и составляет не менее 13%, в то время как у образцов без добавки искусственных гидросиликатов кальция прирост прочности составил 6%. Добавка искусственных гидросиликатов кальция интенсифицирует процессы структурообразования, что обеспечивает увеличение кристаллического вещества, а за счет волокнистого строения выступает в качестве фиброволокна, что способствует наноармированию формирующегося цементирующего вещества из новообразований в системе CaO-SiO2(Al2O3)-H2O на основе используемых глинистых пород и оксида кальция. За счет ускоренного набора прочности возможно сокращение длительности изотермической выдержки при сохранении необходимых эксплуатационных характеристик.
PDF