Композиционные вяжущие для конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов

Цель: Разработка научно обоснованного технологического решения, обеспечивающего получение композиционных вяжущих с использованием алюмосиликатных наполнителей и органической добавки, обладающих улучшенными физико-механическими показателями для получения конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов. Предложено научно обоснованное технологическое решение, обеспечивающее получение композиционных вяжущих и конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов с требуемыми физико-механическими характеристиками путем использования разработанных композиционных вяжущих, полученных механоактивацией портландцемента, алюмосиликатных наполнителей (вулканического пепла; боя керамического кирпича; керамзитовой пыли) и органической добавки, в составе конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов. Научно обоснован выбор компонентов и технологии механоактивации и установлены технологические параметры выпуска композиционных вяжущих и конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов, обеспечивающих прочность композиционных вяжущих при сжатии 95,4…121,5 МПа и керамзитобетонов, превосходящих показатели прочности при сжатии заводских составов от 29 до 50 %, со снижением плотности (от D1000 до D800) и теплопроводности в 1,6 раза. Предложен механизм структурообразования растворной части керамзитобетона из композиционного вяжущего, заключающийся в реализации структурно-механического и адсорбционно-сольватного факторов воздействия. При механоактивации композиционного вяжущего аморфизируются верхние слои алюмосиликатного наполнителя, обеспечивая вовлечение частиц наполнителя в процесс структурообразования цементной матрицы в качестве центров кристаллизации гидратных фаз; увеличивается общая удельная поверхность вяжущего, при этом ускоряются физико-химические процессы гидратации, возрастает количество гидратных фаз, что способствует повышению интегральной прочности керамзито-цементной композиции. Введение органической добавки с двумя активными группами, значительно различающихся по своей химической структуре, обеспечивает адсорбционно-сольватное воздействие на пластификацию растворной части на этапе ее приготовления и распределения по поверхности керамзитовых зерен за счет стерического эффекта и снижения поверхностного натяжения воды и модифицирование продуктов гидратации вследствие хемосорбции с формированием прочного кристаллического каркаса с разно ориентированными крупными кристаллами с высокой нанопористостью цементной матрицы. Установлены закономерности влияния количественного соотношения компонентов и типа алюмосиликатных наполнителей и органической добавки в составе композиционного вяжущего на технологические и физико-механические показатели конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов, позволяющие определить рациональные границы варьирования, рецептурно-технологических факторов при проектировании керамзитобетона с улучшенными физико-механическими свойствами и сниженной теплопроводностью. Разработаны составы композиционных вяжущих на основе портландцемента, алюмосиликатных наполнителей (вулканическом пепле, бое керамического кирпича и керамзитовой пыли) и органической добавки, полученных при механоактивации в вибрационной и вихревой струйной мельницах: с прочностью при сжатии в цементном тесте: 95,4; 121,5; 99,3 МПа соответственно. Разработаны составы конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов на основе композиционного вяжущего рационального состава, полученного с использованием боя керамического кирпича и органической добавки, а также порообразователя - Esapon-1214: с классом по прочности - В5, маркой по морозостойкости - F100, теплопроводностью – 0,24 Вт/м∙°C, средней плотностью – 805 кг/м3; с классом В7,5, маркой F100, теплопроводностью – 0,26 Вт/м∙°C, средней плотностью – 890 кг/м3 и классом В10, маркой F100, теплопроводностью – 0,26 Вт/м∙°C, средней плотностью – 1030 кг/м3. Предложена технология производства керамзитобетонных камней. Опытно-промышленная партия камней пустотелых для кладки наружных и внутренних стеновых конструкций на основе конструкционно-теплоизоляционных керамзитобетонов выпущена на предприятии АО «Белгородстройдеталь».