РАЗРАБОТКА НОВОГО ОБЛИЦОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО НИЗКОМАРОЧНОГО СЫРЬЯ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Работа направлена на разработку нового высокоэффективного материала на основе низкомарочного гипса сырьевой базы Республики Татарстан и отходов промышленности – ферросилиция. Калькуляция себестоимости показывает, что разрабатываемые изделия дешевле существующих на рынке при высоких эксплуатационных показателях и способны к импортозамещению зарубежных аналогов. Разработаны составы (поданы 2 заявки на получение патента РФ на изобретение), технологическая линия производства облицовочного материала. Технология производства предусматривает внедрение на типовых линиях заводов строительной отрасли РТ с использованием имеющегося оборудования.

Целью является разработка облицовочного материала на основе местного сырья Республики Татарстан и отходов промышленности с повышенными показателями физико- механических свойств и долговечности, технологии его изготовления, а также технологические решения по его применению при отделке зданий и сооружений.
Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Определить оптимальное содержание компонентов облицовочного материала (активных минеральных и химических добавок), а также их влияния на реологические и физико-механические свойства композиционного вяжущего для гипсоволокнистых листов (ГВЛ).
2. Определить влияние полипропиленовых волокон различной длины и их объемное содержание в составе гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ).
3. Разработать технологическую линию производства гипсоволокнистых листов.
4. Разработать технологическую карту по устройству перегородок с применением ГВЛ.

В настоящее время одной из важнейших задач в стройиндустрии является производство высокопрочных и долговечных строительных материалов на основе местного сырья. Рост объемов нового строительства, а так же реконструкция существующих зданий и сооружений,  вызывает потребность в эффективных, современных, высокопрочных и долговечных материалах и изделиях на их основе, применение которых ускоряет процесс монтажа и снижает стоимость строительства, это вызывает необходимость исследования теории и практики организационно-технологических решений.

Исследование влияния активных минеральных добавок на формирование структуры и свойств матрицы для ГВЛ

Целью настоящего исследования является определение оптимального содержания АМД в составе ГЦПВ, а также их влияние на реологические и физико-механические свойства композиционного вяжущего. Необходимость этого обусловлена исключением образования эттрингита во всем периоде твердения ГЦПВ приводящего к внутренним напряжениям и разрушению структуры изделий на его основе.

Необходимое количество АМД подбирали по графикам по методике описанной А.В. Ферронской.

Затем строили графики зависимости концентрации оксида кальция в растворе от количества АМД.

Исследование влияния полипропиленовых волокон разной длины на повышение физико – механических свойств ГВЛ

На первом этапе для получения ГЦПВ смешивали его компоненты в сухом виде при соотношении гипс:цемент:АМД – 76:20:4.

На втором этапе для равномерного распределения полипропиленовых волокон в матрице производили их распушку в расчетном количестве воды затворения в присутствии химической добавки.

На третьем этапе проводилось перемешивание компонентов гипсоцементно-волокнистой смеси в течение одной минуты с последующим формованием образцов.

Испытания образцов  проводились по методике, описанной в ГОСТ 23789-79.

Использованные материалы:

-строительный гипс Г6БII;

- метакаолин;

-метакаолин-А;

- ферросилиций;

-полипропиленовые волокна марки ВСМ-II длиной 6, 12, 18, 24 и 32 мм.

1. Установлено, что исследуемые АМД обладают разной степенью активности на 5, 7 и 30 сутки. При этом наибольшей активностью по поглощению Са(ОН)₂  на 5 и 7 сутки обладают добавки метакаолина, метакаолина-А, и ферросилиция, что обуславливает их относительно небольшое требуемое содержание в составе ГЦПВ (20% от массы цемента или 4-8% от общей массы вяжущего). Правильный выбор АМД позволит не допустить образование эттрингита на всех стадиях твердения, поэтому важно, чтобы АМД продолжала работу по связыванию СаО после 28 суток твердения. 
2. Изучение реологических свойств ГЦПВ позволило установить, что все исследуемые АМД в минимально необходимых значениях, за исключением диатомита, снижают нормальную густоту на 1-12%. Сроки начала и конца схватывания с добавками метакаолина, метакаолина-А и ферросилиция изменяются незначительно. Добавки биокремнезема, диатомита и трепела в большей степени замедляют кинетику начального структурообразования, что выражается в удлинении сроков начала и конца схватывания на 15-26 и 17-27 мин. соответственно, что очевидно связано с их большим содержанием в составе смеси.
3. Выполненные исследования показали высокую эффективность полипропиленовых волокон марки ВСМ-II-6 для дисперсного армирования ГЦПК. Так, максимальные повышения значений пределов прочности при изгибе (на 41,2%) и сжатии (на 20%) достигаются при их объемном содержании в составе ГЦПВ в количестве 1%, коэффициент размягчения увеличивается на 6-22%.
4. Следует отметить, что введение исследуемых волокон длиной более 6 мм не привело к ожидаемому результату. На наш взгляд это обусловлено формированием неоднородной структуры ГЦПК. Кроме того введение кремнийорганического модификатора могло снизить прочность сцепления волокон с матрицей. Поэтому влияние кремнийорганического модификатора и технологии введения волокон в гипсоцементно-пуццолановые смеси представляет интерес при дальнейших исследованиях.
5. Рассмотрена технологическая линия для производства ГВЛ, состоящая из нескольких технологических операций: распушка волокнистого материала, смешение его с минеральными заполнителями, цементом  и водой, формование изделий, прессование, твердение, механическая обработка.
6. Разработана тех.карта по применению ГВЛ в строительстве в качестве перегородок.
7. Поданы две заявки на получение патента РФ на изобретение.
8. Направления использования полученных результатов: составы могут быть внедрены на предприятиях стройиндустрии. Апробация разработанных решений выполнена на НПО «Строительные материалы».
9. Внедрение гипсоволокнистых листов возможно при внутренней и наружной отделки зданий и сооружений.

1. Волженский А.В., Ферронская А.В. Гипсовые вяжущие и изделия. М., - 1974.
2. Пухов Б.М. Перспективы применения гипсоволокнистых Кнауф-суперлистов в строительстве /Пухов Б.М., Поплавский В.В. // Строительные материалы, 2000, №8, 8-9.
3. Палиев А.И. Сборные полы из гипсоволокнистых листов / Палиев А.И. // Строительные материалы, 1998, №12, 8-9.
4. Волженский А.В., Гипсоцементнопуццолановые вяжущие, бетоны и изделия / Волженский А.В., Стамбулко В .И., Ферронская А.В. Издательство: Стройиздат 1971.
5. ГОСТ 25094-94. Добавки активные минеральные для цементов. Методы испытаний
6. ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний
7. Печуро С.С. Производство гипсовых и гипсобетонных изделий и конструкций / С. С. Печуро. Изд. «Высшая школа» Москва 1971.
8. ТУ 1121-004-04001508-2003 Профили стальные оцинкованные тонкостенные.

The study invistigates developing a new high-performance material based on low-grade gypsum resources base of the Republic of Tatarstan and industrial waste - ferrosilicon. Calculating cost shows that less developed products on the market with high performance and able to import substitution of foreign analogues. Compositions (2 filed an application for a patent for the invention of the Russian Federation), technology cladding material production line werw developed. The technology provides for the introduction on the lines of typical plants RT construction industry with the use of existing equipment.