кандидат технических наук, доцент; кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительного материаловедения
аспирант кафедры строительного материаловедения
доктор технических наук, доцент; доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой Архитектурное материаловедение
кандидат технических наук, доцент; кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры высшей математики
кандидат технических наук, доцент; кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительного материаловедения
кандидат экономических наук, доцент; кандидат экономических наук, доцент факультета городского и регионального развития
Введение. Повышение эффективности керамического кирпича и камней связано со снижением средней плотности изделий и соответствующей теплопроводностью. Одним из возможных путей является поризация структуры керамического изделия с помощью выгорающих добавок или введения специальных пен при приготовлении керамической смеси. Другая возможность связана с введением в структуру особо легких заполнителей и, в частности, дробленого пеностекла. Целью исследований являлась разработка методики определения и оптимизации рецептур легкого керамического кирпича, основанная на нормативных требованиях по прочностным характеристикам, плотности и теплопроводности. Методы и материалы. В качестве сырья использовались суглинок средней пластичности и флюсующий компонент (тонкомолотый бой стекла), а также измельченный пеностекольный щебень. Свойства образцов определялись по нормативным методикам, при планировании и обработке результатов эксперимента использовались статистические и цифровые методы. Результаты. Установлено, что оптимальными являются сушка при 80 оС и влажности воздуха 55% и обжиг в интервале температур 900-950 оС при условии введения флюсующего компонента. Установлено, что оптимальными являются значения факторов: средняя плотность пеностекла 150 кг/м3; расход пеностекла 30 кг/м3; оптимальный размер частиц измельченного пеностекла 0,68-0,69 мм; содержание флюсующей добавки (плавня) 8,3-8,4% от массы глины. Этим значениям соответствуют: средняя плотность 1320-1360 кг/м3; прочность на сжатие 15-16 МПа; теплопроводность 0,15-0,16 Вт/(м°С); марка по морозостойкости: F35. Обсуждение. Применение цифровых методов позволило установить характер влияния варьируемых факторов на свойства материала: его прочность, плотность и теплопроводность, что было подтверждено при проверке адекватности моделей как в сериях активного эксперимента, так и при исследовании структуры материала. Заключение. Разработаны основы методики прогнозирования свойств керамических изделий и подбора его состава с помощью цифровых методов, сформированы требования по оптимизации свойств изделий из пеностекла, а также по расходам пеностекла и флюсующего компонента. Полученные материалы вполне соответствуют требованиям к изделиям. Легкий кирпич является конструкционно-теплоизоляционным и может использоваться как стеновой материал.
Исследования проводились в рамках реализации научно–исследовательской работы по теме ФНИ РААСН № 3.1.2.1 «Развитие теоретических основ получения особолегких неорганических строительных материалов и исследование влияния пористой структуры на их теплофизические и акустические характеристики», выполняемой по заданию Минстрой России. Исследования проводились на экспериментальной базе ЗАО РОКВУЛ. Часть исследований выполнена в НИУ МГСУ в рамках реализации Программы развития университета «ПРИОРИТЕТ 2030». Проект 3.1 «Научный прорыв в строительной отрасли – новые технологии, новые материалы, новые методы».