Стройматериалы из техногенных отходов
В настоящее время основным вяжущим материалом является портландцемент, его широко применяют в различных строительных конструкциях. Но его производство является очень материалоемким и энергозатратным. Решение данной проблемы – это разработка нового, недорогого и экологически чистого вяжущего материала. Этим материалом является жидкое стекло, но область использования жидкого стекла ограничена, потому что изделия на его основе обладают низкой водостойкостью.
Решением проблемы жидкого стекла является его модифицирование путем введения различных добавок. Лучший вариант по доступности и эффективности - это кальцийсодержащие вещества. Кроме того, отдельный интерес вызывает использование зол ТЭС и несортированного боя стекол.
Целью данного исследования является исследование возможности получения изделий на основе модифицированного жидкого стекла и техногенных отходов.
Для изготовления композиции использовали жидкое стекло с силикатным модулем 2,8 и плотностью 1470 кг/м3. В качестве модифицирующей добавки использовали гашеную известь и заполнители: зола ГРЭС (город Северск) и стеклобой.
Подбор оптимальных составов проводился с целью получения прочных и водостойких изделий. Предел прочности при сжатии образцов-кубиков размером 25?25?25 мм определяли на прессе ПМ-5МГ4.
В данной работе подготавливали образцы композиционных материалов с заполнителем. В ступку насыпали кальцийсодержащую добавку, перемешивали с небольшим количеством воды, после приливали жидкое стекло. Полученную смесь перемешивали в течение 1 минуты. Затем добавляли заполнитель, также перемешивали в течение 1 минуты, полученную смесь засыпали в стальную пресс-форму. Образцы размером 25?25?25 мм формовали при давлении 20 МПа. Готовые образцы сушили в сушильном шкафу при температуре 100 °С 2 часа, затем при 200 °С – выдержка 2 часа. Смесь для каждого образца получали отдельно.
Состав композиционных материалов на основе рекомендуемого связующего, а также данные эксперимента и физико-механические свойства образцов приведены в нижеприведенной таблице 1.
В результате взаимодействия СаО и жидкого стекла через промежуточную стадию образования Са(ОН)2, протекает следующая реакция: Na2O•3SiO2+CaO+(n+5)H2O=CaO•SiO2•nH2O+2Si(OH)4•2NaOH
В результате этого оксид натрия из жидкого стекла связывается и основную роль в качестве связующего играет кремнегель.
Разработанное связующее твердеет по объему, и на его основе можно изготовлять широкий спектр строительных материалов. Образцы быстро схватываются и набирают прочность. Изучение материала на основе модифицированного жидкого стекла и техногенных отходов доказывает возможность применения отходов в качестве заполнителей.
Проведенные исследования показали техническую осуществимость, экономическую эффективность и экологическую целесообразность применения золы и стеклобоя в производстве строительных материалов.
