CC BY
10ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРОБЛЕНОЙ РЕЗИНЫ В СОСТАВЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ
СМЕСЕЙ
«мокрого введения» аналогична технологии БИТРЭКа.
4. Окончательные выводы об эффективности применения комплексного модификатора асфальтобетона Колтек® можно будет сделать после опытно-экспериментального апробирования в промышленных условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий с применением дробленой резины.- М.: СоюзДорНИИ, 1985.- 12 с.
2. ТУ 38-108035-97 Резина дробленая марок РД0,5; РД0,8; РД1,0; РД1,2; РД1,6; РД2,0; РД5,0; РД8,0; РД10,0
3. ТУ 5718-004-05204776-01 БИТРЭК - резиноби-тумный композиционный материал.
4. ОДМД «Рекомендации по применению битумно-резиновых композиционных вяжущих материалов для строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог», № ОС-421-р, утверждены распоряжением Минтранса России от 12.05.2003 г.
5. ТУ 5718-027-17423242-2009 Комплексный модификатор асфальтобетона КМА КОЛТЕК®. Технические условия.
УДК 666.941
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ, ЗАТВОРЕННЫХ ВОДОЙ
И. Г. Сутула, Е.Н. Гущина
Рассмотрены свойства полученных магнезиальных вяжущих низкотемпературного обжига с различными добавками. Предложено применение в качестве затворителей, для получения материалов на основе высокоактивного каустического брусита, воды взамен используемых растворов солей магния.
Ключевые слова: брусит, магнезиальные вяжущие, вода.
ВВЕДЕНИЕ
Свойства магнезиальных вяжущих изучаются на протяжении более 200 лет. В 1837 году в работах Вика была отмечена возможность получения достаточно прочного раствора при затворении водой порошка каустического магнезита чистого или с добавлением 150% песка [1]. Однако, в ходе дальнейших исследований, были получены лучшие результаты при использовании растворов солей в качестве затворителей для оксида магния, полученного обжигом магнезита.
Учитывая известный факт влияния температуры обжига на свойства получаемых магнезиальных вяжущих веществ, можно сделать следующие выводы:
- активность вяжущих, полученных при различных температурах термической обработки различна;
- для получения прочного магнезиального камня на основе отличных по активности магнезиальных вяжущих, могут применяться растворы солей различных концентраций (чем ниже температура обжига, тем ниже может быть концентрация соли в затворителе);
- при снижении температуры обжига сырья, значительно сокращается расход вяжу-
щего для получения различных строительных материалов.
Поэтому перспективным является изучение магнезиального сырья, температура получения оксида магния из которого минимальная - бруситовой породы. Кроме того, из всех видов высокомагнезиальных пород бруситовая содержит максимальное количество МдО (до 69 %). В нашей стране разрабатывается Кульдурское месторождение, которое занимает второе место по объему запасов и качеству продукции в мире. Брусит Кульдурского месторождения, с минимальным количеством примесей - первого и второго сортов, использует в основном огнеупорная промышленность, медицина, сельское хозяйство. Третий сорт, считаемый непригодным, накапливается в специальных отвалах.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Для получения магнезиальных вяжущих, согласно данным дифференциально-термического анализа достаточно температуры обжига 420 °С (рисунок 1).
СУТУЛА И.Г., ГУЩИНА Е.Н.
Рисунок 1 - Дериватограмма брусита
При температуре обжига брусита 400450 °С протекает реакция дегидртации: Мд(ОН)2 ^ МдО + Н2О Высокая активность магнезиального вяжущего, получаемого низкотемпературным обжигом бруситовой породы позволяет использовать в качестве затворителей для получения магнезиального камня растворов солей относительно низкой концентрации и даже воды. При взаимодействии с водой активного оксида магния протекает реакция гидратации с образованием гидроксида магния (дифракционные максимумы при d = 0,476; d = 0,236; d = 0,179) без введения дополнительных солей (рисунок 2).
26
Рисунок 2 - Рентгенограммы каустического брусита (а) и продуктов гидратации высокоактивного магнезиального вяжущего при затво-рении водой (б)
Образующийся оксид магния настолько активен, что при взаимодействии с водой или растворами солей (МдС12 или МдЭО4) полученное магнезиальное тесто характеризуется короткими сроками схватывания, а получаемый магнезиальный камень покрывается сквозными трещинами, одной из причин появления которых, является разогрев магнезиального теста в процессе гидратации и твердения до температур 70-100 °С.
Для обеспечения целостности структуры строительных материалов на основе магнезиальных вяжущих и отсутствия трещин оптимальным способом является введение значительного количества добавок. Это дополнительно обеспечивает значительную экономию вяжущего.
Наиболее широко используемые заполнители для магнезиальных вяжущих веществ растительного происхождения - древесные опилки и стружка, льняная костра и др. [2]. Но учитывая свойства магнезиальных вяжущих, можно в качестве заполнителя применять и отходы производства целлюлозы. Ввиду содержания в указанных отходах остатков минеральных кислот именно взаимодействие с продуктами гидратации магнезиального вяжущего обеспечит их нейтрализацию. Характеристики получаемого магнезиального теста и камня при затворении сырьевых смесей водой приведены в таблице 1.
Применение воды для затворения получаемых составов исключит усложнение технологий, имеющее место при получении магнезиальных цементов, содержащих в своем составе соли магния [3].
Полученные оптимальные составы могут быть использованы для изготовления строительных материалов широкого спектра применения: сухие строительные смеси (в частности, для бесшовных ксилолитовых полов); теплоизоляционные и теплоизоляционно-конструкционные материалы с различными наполнителями (например, пенополисти-рольными гранулами) (рисунок 3), штукатурных растворов и др. При использовании в качестве легкого заполнителя пенополисти-рольных гранул, полученные материалы отличаются малой плотностью (380 - 700 кг/м3), что положительно сказывается на их теплоизоляционных характеристиках. Теплопроводность полученных теплоизоляционных материалов изменяется в пределах 0,104 -0,165 Вт/(м°С).
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ,
ЗАТВОРЕННЫХ ВОДОЙ
Таблица 1 - Характеристики лигно-магнезиального теста и камня при затворении сырьевых смесей водой
Состав, % масс. Нормальная густота, % Предел прочности при сжатии, МПа Средняя плотность, кг/м3 Кразм. Примечания
Вяжущее Отход производства целлюлозы
95 5 64 16,21 - - Трещины на поверхности
90 10 63 21,05 - - -//-
85 15 62 25,00 1246 0,57 Трещин нет
80 20 68 17,25 1102 0,63
75 25 73 15,55 1047 0,73
70 30 79 14,00 1007 0,79
65 35 84 8,13 965 0,76
60 40 88 7,38 921 0,75
55 45 102 6,25 873 0,59
50 50 125 4,51 820 0,58
Рисунок 3 - Образцы теплоизоляционных материалов на основе магнезиального вяжущего с отходами целлюлозной промышленности
с пенополистирольными гранулами
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Таким образом, для получения магнезиального вяжущего, обладающего высокой активностью, и полностью гидратирующегося при взаимодействии с водой и растворами солей, температура обжига брусита не должна превышать 450-500 °С. Высокая активность каустического брусита может быть наиболее эффективно использована при получении смешанных магнезиальных вяжущих с затворением их водой. Значительно снижаются не только расход энергии при обжиге сырья. Кроме того, использование воды, вместо растворов солей магния для затворения высокоактивных магнезиальных вяжущих приводит к упрощению технологии изготовления материалов и их удешевлению.
При введении органического заполнителя можно получить материалы с низкой средней плотностью. Так, введение дополнительно древесного заполнителя или пенополи-стирольных гранул в составы на основе каустического брусита и лигнина, позволяет получать теплоизоляционные материалы с низ-
кой средней плотностью и достаточной прочностью (при плотности 400 кг/м3 предел прочности составляет 0,6 МПа).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что снижение температуры обжига высокомагнезиального сырья обеспечивает энергоэффективность получаемых материалов по нескольким причинам:
- обеспечивает значительную экономию электроэнергии при обжиге
- благодаря низкой температуре обжига брусита можно получить высокоактивное магнезиальное вяжущее, которое может быть использовано с достаточно большим количеством минеральных или органических добавок.
- применение в качестве затворителя воды возможно лишь для высокоактивного магнезиального вяжущего, получаемого обжигом брусита при температуре 450-500°С.
Применение в качестве заполнителей отходов переработки древесины обеспечивает получение теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов.
При исключении достаточно дорогих солей магния в качестве затворителей, получаемый материал обладает, при средней плотности от 820 до 1250 кг/м , высокими показателями прочности при сжатии (от 4 до 25 МПа).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ваганов, А.П. Ксилолит. - Л.: Госстройиздат, 1979. - 144с.
2. Войтович, В.А. Спирин, Г.В. Полы на основе магнезиальных вяжущих веществ // Строительные материалы. 2003 . №9. С. 8-9.
3. Калинин, А. В., Калинина, О. В. Магнезиальный цемент и способ его получения. Пат. России. № 2344102. Опубл. Бюл. 2009. № 46.
