Исследование смешанного магнезиального вяжущего с наполнителями

 

В статье предложены пути решения утилизации отходов местных производств, а также горнодобывающей промышленности. Использование хвостов сухой магнитной сепарации с сочетанием таких отходов как: древесные опилки, макулатура, лузга, натуральные и полимерные волокна.

 

Развитие производства строительных материалов играет немаловажную роль в экономике любого государства. В Казахстане большая часть строительных материалов импортируется с зарубежных стран, такие как: санитарно-технические изделия, листовое стекло, теплозвукоизоляционные, лакокрасочные материалы не выпускаются отечественными производителями. Выпуск местных строительных материалов не способен удовлетворить полную потребность на строительном комплексе Республики.

Более развитыми отраслями являются: производство железобетонных и бетонных изделий и конструкций, керамической плитки, сухих строительных смесей, цементная промышленность. Несомненно, портландцемент является неотъемлемой частью современных строительных материалов, однако, имеются и другие материалы по некоторым показателям превышающий цемент — это магнезиальные вяжущие вещества.

Магнезиальные вяжущие вещества обладают рядом достоинств: повышенной прочностью на изгиб, сжатие, малой усадкой, высокой эластичностью, быстрым твердением. Изделия, в состав которых входит магнезиальное вяжущее, не требует влажной среды для набора прочности, по сравнению с изделиями на основе портландцемента. Износостойкость магнезиальных изделий в 3 раза выше, чем у изделий на портландцементе. Положительными характеристиками магнезиальных вяжущих веществ являются: экологичность, высокая огнестойкость, химическая стойкость.

Отрицательными свойствами являются: малая водостойкость, низкая трещиностойкость, высокая агрессивность к стальной арматуре, высолообразование. Уникальным свойством является совместимость с практически любым заполнителем, это особенно важно, так как позволит использовать многотоннажные отходы горнодобывающей промышленности. Таким образом, решается проблема утилизации, а так же использую отходы снижается себестоимость строительной конструкции.

Исследование было посвящено выявлению зависимости прочности и плотности образцов из разных техногенных заполнителей на основе смешанного магнезиального вяжущего. Были изготовлены образцы с размерами 2×2×2 см с различными видами наполнителями: древесные опилки (крупность 2,5–5 мм), лузга (крупность 5 мм), натуральное волокно (длина 6 мм, диаметр 1,5 мм), полимерное волокно, макулатура. Применялось смешанное вяжущее вещество — магнезит (70 %): хвосты сухой магнитной сепарации (30 %). Затворитель MgCl2 с плотностью 1,24 г/см3.

Состояние полученных масс, а также изменение видов волокон после обработке в смесителе приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Характеристика полученных смесей

Вид волокон	Ж/Т отношение	Состояние массы	Состояние волокон
Древесные опилки	2,33	подвижная	волокна не разрушены
Лузга	2,31	подвижная однородная	координально не изменились
Натуральные волокна	2,19	масса сухая	волокна не разрушены
Полимерные волокна	1,88	сухая, неподвижная	увеличились в объеме
Макулатура	6,67	подвижная	Часть волокон не разрушенf, часть перешла в клееобразную фазу

 

После того как полученные образцы набрали структурную прочность, подвергли их сушке. При температуре 110°С в течении 6 часов.

Рис. 1. Гистограмма зависимости плотности материалов от скорости перемешивания

 

Рис. 2. Гистограмма зависимости предела прочности материалов на основе разных волокон от скорости перемешивания

 

Итак, древесные опилки: при увеличении скорости перемешивания, видимых изменений в структуре материале не наблюдается, но плотность пропорционально возрастает, с увеличением скорости перемешивания. Лузга: наименьшая плотность материала наблюдается при скорости 1500 об\сек. При дальнейшем увеличении скорости плотность материала так же увеличивается. Натуральные волокна: при увеличении скорости перемешивания увеличивается плотность образцов, а также их прочность. Даже после испытания образцы в сплющенном виде не рассыпаются, хотя видны трещины. Полимерные волокна: плотность и прочность образцов на основе полимерного волокна с изменением скорости вращения смесителя меняется на небольшой процент. Так было замечено, что наибольшая плотность, прочность образцов наблюдается при скорости 1500 об/сек. Макулатура: зависимость свойств образцов на основе макулатуры аналогична зависимости полимерных волокон.

Композиционные магнезиальные вяжущие вещества могут быть использованы не только как самостоятельный материал, но и совместно с органическими наполнителями. Применяя органические отходы местных производств дерево- и льнопереработки, получены современные теплоизоляционные материалы. После прессования в плиты они могут быть использованы для утепления стен, звукоизоляции, а также и самостоятельно при малоэтажном домостроении. Прочность таких изделий при сжатии достигает 3–8 МПа, теплопроводность — 0,087–0,095 Вт/ м·°С, средняя плотность 450–550 кг/м3 [1, c 178].

 

Литература:

 

1.                Лыткина Е. В., Зырянова В. Н., Бердов Г. И., Машкин Н. А. Современные композиционные материалы с использованием местного сырья // Современные наукоемкие технологии. — 2010. — № 9 — С. 178–178