Разработки в области строительных материалов сотрудников Инженерно-строительного института СФУ 1 Василовская Нина Григорьевна, к.т.н., доцент; ; Енджиевская Ирина Геннадьевна, к.т.н., доцент, тел , Дружинкин Сергей Валентинович, к.т.н., старший преподаватель, , МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ВСПУЧЕННОГО ВЕРМИКУЛИТА

Материалы на основе вспученного вермикулита 1.Составы для производства стеновых блоков из вермикулитобетона 2. Теплые вермикулитовые штукатурки и строительные кладочные растворы 3. Огнезащитные составы 2

В 2004 г. в группе подготавливаемых к освоению месторождений вермикулита было учтено Татарское в Красноярском крае, на долю которого приходится 3- 4% запасов вермикулита в России. Его активная промышленная разработка осуществляется с 2009 г. В пгт. Березовка, в непосредственной близости от краевого центра, организовано производство вспученного вермикулита Татарского месторождения. ВЕРМИКУЛИТ - минерал из группы гидрослюд слоистого строения, образующийся в природных условиях в результате гидратации и других вторичных изменений различных слюд. В процессе нагревания вермикулит вспучивается с образованием мелких пор; размер частиц при этом увеличивается в 7-15 раз. 3

Вермикулит вспученный - насыпной теплоизоляционный утеплитель природный материал. Служит теплоизоляцией, наполнителем при строительстве ( в т.ч. и частном). Применяется теплоизоляция как засыпка пустот, межстеновых пространств, чердачных перекрытий. Слой вермикулитовой засыпки в 20см по теплозащите эквивалентен кирпичной стене толщиной 1,5м или бетонной стене толщиной 2м. Слой вермикулита на чердачных перекрытиях толщиной 5см снижает потери тепла на 75%, толщиной 7,5см – на 85% и толщиной 10см – на 92%. 4

Применение вспученного вермикулита позволяет решить многие задачи: обеспечить тепловую изоляцию зданий и сооружений; повысить огнестойкость строительных конструкций; обеспечить звукопоглощение воздушного и изоляцию структурного шума; произвести выравнивание и утепление полов; дополнительно утеплить стены дома «теплыми» штукатурными растворами. Материалы на основе вермикулита являются экологически чистыми, не токсичными. На всех этапах жизненного цикла здания: в строительстве, эксплуатации, утилизации. соблюдаются требования Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» по: 1)Механической безопасности; 2)Пожарной безопасности 3)Безопасных для здоровья человека условий проживания; 4)Энергетической эффективности зданий и сооружений; 5)Безопасного уровня воздействия зданий и сооружений на окружающую среду. Биологически стоек: не подвержен разложению и гниению под действием микроорганизмов, препятствует распространению плесени; не является благоприятной средой для насекомых и грызунов. Химически инертен: нейтрален к действию щелочей и кислот. 5

Составы для производства стеновых блоков из вермикулитобетона Разработаны составы теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла и вспученного вермикулита плотностью кг/м3, прочностью 2-2,5 МПа. Разработаны составы легкого бетона на основе цемента и вспученного вермикулита Татарского месторождения по литьевой технологии и методом прессования. Полученные материалы отличаются малой плотностью кг/м3, прочностью от 3,5 до 5 МПа, низкой теплопроводностью λ= 0,09-0,17 Вт/м С. Отработаны режимы ТВО. Виды изделий: Полнотелые стеновые блоки и камни (ГОСТ ); плиты и др. 6

Теплые вермикулитове штукатурки и строительные кладочные растворы Чтобы термическое сопротивление стены было однородным, необходимо подбирать кладочный раствор по плотности и коэффициенту теплопроводности к материалу блоков, иначе образуются «мостики холода». В условиях Сибири актуальным является вопрос сохранения тепла в наших домах. Сделать жилое помещение максимально теплым при минимальных физических и материальных затратах помогут вермикулитовые штукатурки и растворы. Они позволяют намного улучшить качество строительных работ и создать экологически чистое теплое жилое пространство с прекрасными огнезащитными качествами. Приготовление вермикулитовых растворов, их нанесение и применение ничем не отличаются от стандартных методов. 7

Вермикулитовые штукатурные и кладочные растворы могут выполнять, помимо повышенных теплоизоляционных функций, декоративные, звукопоглощающие, огнезащитные и др.. При нанесении вермикулитовых штукатурных растворов на поверхности различных материалов (каменных, бетонных,) они удовлетворительно сцепляются с основанием, легко затираются и при твердении не отслаиваются и не дают усадочных трещин. Разработаны составы сухих строительных смесей на основе вспученного вермикулита Татарского месторождения. По сравнению с обычными (песчаными) строительными растворами, вермикулитовые растворы вследствие высокой пористости имеют в раза меньшую плотность кг/м 3, прочность - 2,2-3,0 МПа и меньший коэффициент теплопроводности 0,142-0,175 Вт/м°С. и относятся к группе легких ("теплых") растворов. 8

Огнезащитные составы на основе вермикулита Татарского месторождения Фактический предел огнестойкости незащищенных несущих металлических конструкций, как правило, не превышает в среднем 10–15 минут независимо от их толщины. В условиях пожара уже при С стальная конструкция снижает свою устойчивость к нагрузкам и прогибанию, что может привести к обрушению здания. Огнезащитная эффективность характеризуется временем в минутах (от 15 до 150) от начала огневого испытания до достижения критической температуры (500°С). Ежегодный требуемый объем огнезащитных работ составляет до 2,5 млн.м 3. Необходимо расширить номенклатуру отечественных огнезащитных материалов, понизить их стоимость и исключить дефицитные материалы. 9

Огнезащитные составы Разработаны составы огнезащитных покрытий на основе вспученного вермикулита Татарского месторождения, которые исследованы в независимой испытательной лаборатории «СибТест» ООО «Центр пожарной экспертизы». Огнезащитная эффективность разработанных ОЗП превышает 150 мин. при температурах на поверхности металла от С при толщине нанесения 1-1,5 см. Разрушения ОЗП незначительны, адгезия не нарушена, восстановления не требуется. 10 до испытания после испытания

Эффективные керамические материалы с использованием вспученного вермикулита Разработаны составы для производства керамического кирпича с добавкой вспученного вермикулита: повышенной эффективности; пониженной плотности; низкой теплопроводности. Получены значения p = 700 кг/м 3 ; λ = 0,09-0,1 Вт/м·°С (вместо p = 1400 кг/м 3 ; λ = 0,4 Вт/м·°С, требуемых ГОСТ). 11