РАЗРАБОТКА БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ

 

Даваасенгэ С.С. (ИПНГ СО РАН, г. Якутск, РФ)

 

This paper presents the results of the experimental data obtained in the development of production technology of chemically bonded building materials based on local clay resources. The influence of technological parameters on the mechanical properties of the samples. Established technological regimes for the production of samples of building materials by semidry pressing method based on local clay resources.

 

Развивающееся современное строительство, в том числе и индивидуальное, нуждается в таких строительных материалах, использование которых позволит в кратчайшие сроки возводить экономичные, теплые и экологически чистые здания. Ввиду постоянного роста цен на энергоносители особое значение при производстве материалов уделяется вопросам теплоэнергоресурсосбережения. Использование при возведении ограждающих конструкций безобжиговых материалов, изготовленных из местного глинистого сырья– один из перспективных и экономически выгодных способов решения данной задачи [1].

Целью данной работы было найти оптимальные технологические режимы для изготовления безобжиговых строительных материалов из местного глинистого сырья для дальнейшей разработки составов с различными добавками, улучшающими эксплуатационные характеристики.

Для проведения исследования использовалось глинистое сырье Ой-Бесского месторождения Якутии, которое по данным рентгеноструктурного анализа характеризуется содержанием каолинит – гидрослюдистых  глин [2].

Это сырье обладает удовлетворительной  формовочной способностью,  средней  пластичностью, а также характеризуется малой чувствительностью к сушке, малой воздушной и общей усадками. Данные гранулометрического анализов и химического состава  глины  приведены в табл.1 и 2 [3].

 

Таблица 1- Результаты гранулометрического анализа глины

Месторождение	Более 500 мкм	500-50 мкм	50-5 мкм	5-1 мкм	Менее 1 мкм
Ой –Бесское	-	31,4	-	51,9	16,7

Результаты гранулометрического анализа глин показали, что в глинистом грунте имеется большое количество  пылеватых частиц от 1 до 5 мкм, что обеспечивает заполнение промежутков между более крупными частицами и повышает связующую способность глинистого материала, наличие тонкодисперсных частиц (менее 1 мкм) достаточно для  изготовлении из них материалов и изделий методом полусухого прессования.

Воздушная усадка – 7,1-8,8 %, огневая усадка – 0, коэффициент чувствительности к сушке – 0,72-0,92 [34].

Таблица 2 - Результаты химического анализа глины

Химический состав	SiO2	TiO2	Al2O3	Fe2О3	MnO	MgO	CaO	Na2О	K2О	P2О5	SO3	H2О	FeO
%	55,6	0,73	14,40	3,79	0,008	3,50	4,24	2,27	2,8	-	0,11	1,93	1,86

На основании результатов анализа исходного сырья для производства безобжиговых строительных материалов из местного глинистого сырья был выбран метод полусухого прессования.

Для исследований были изготовлены образцы с формовочной влажностью 10 масс.%  при трех значениях давления – 8, 9 и 10 МПа, а также образцы с формовочной влажностью 8, 10 и 12 масс. % при постоянном усилии прессования в 10 МПа. После сушки в комнатных условиях до постоянной массы образцы были испытаны на прочность при сжатии.

Присутствие в глиняной массе свободной воды способствует образованию в ней при деформации неоднородной структуры [3].

Полученные результаты показали, что с увеличением усилия прессования наблюдается повышение прочности  образцов в 2,5 раза ( рис.1).  

 

 

 

 

 

 

            

	Р, МПа		W, %

 

 

Рисунок 1- Зависимость прочности                     Рисунок 2 - Зависимость прочности при сжатии от усилия прессования            при сжатии от         влажности состава

 

Это обусловлено увеличением контактной поверхности между дисперсными частицами прессуемой смеси, и тем самым обеспечивает монолитность структуры, а значит и более высокие показатели механических свойств.

Из рис.2 видно, что прочность при сжатии понижается с повышением влажности (от 8 до 12 мас. %). Повышать формовочную влажность до 12 % нецелесообразно, т.к. излишки влаги при прессовании выдавливаются из образцов и повышенная влажность отформованного изделия ведет к увеличению сроков сушки, необходимости иметь большие сушильные площади и дополнительную рабочую силу.

Таким образом, проведенные исследования позволили рекомендовать базовые технологические параметры для производства безобжиговых строительных материалов методом полусухого прессования из местного глинистого сырья:

- формовочная влажность – 8%;

- усилие прессования – 10 МПа;

Однако образцы с наилучшими показателями прочности при сжатии (4,5 МПа) не отвечают требованиям к прочностным характеристикам строительных материалов, поэтому механические свойства материалов из исходных глин явились основой для разработки составов с улучшенными эксплуатационными показателями.

Литература

1.    Лошанина О.Н., Слепцов С.К. Безобжиговые стеновые материалы и изделия из глинистого сырья Якутии // Матер. межвуз.  научно-практич. конф. «Актуальные проблемы производства строительных материалов, изделий и конструкции». – Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН: 2001. – С. 27-29.

2.    Бунин Б.И., Пясецкий В.Ф. К вопросу о развитии кирпичной промышленности в районе города Якутска // Исследования строительных материалов Якутской АССР. – Якутск: Якутское кн. изд-во, 1960.

3.    Васильев Ф.В., Семенов В.А., Степанов И.И., Тобонов А.А. Выбор рациональных технологических параметров изготовления глиносырцовых и глиноорганических кирпичей // Неметаллические материалы и конструкции для условий Севера. – Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1996, С. 85.