CC BY
28Ма териалы и конструкции
УДК 666.914
И.В. НЕДОСЕКО, В.В. БАБКОВ, доктора техн. наук, С.С. ЮНУСОВА, канд. техн. наук, А.Р. ГАИТОВА, И.И. АХМАДУЛИНА, инженеры, Уфимский государственный нефтяной технический университет
Гипсовые и гипсошлаковые композиции на основе природного сырья и отходов промышленности
Существенное увеличение малоэтажного и индивидуального жилищного обусловливает рост потребления строительных и отделочных материалов на основе гипса. Запасы гипса в Российской Федерации практически неисчерпаемы. Только в Республике Башкортостан запасы трех разведанных месторождений составляют более 400 млн т. Имеется также огромное количество крупнотоннажных гипсосодержащих отходов (фосфо-гипс, бурогипс, цитрогипс и др.) химической, пищевой и других отраслей промышленности, пригодных для производства гипсовых строительных материалов различного назначения.
Несмотря на то что достоинства и преимущества гипсовых вяжущих и изделий на их основе общеизвестны и связаны прежде всего с простотой и низкими удельными энергозатратами (в 3—4 раза ниже, чем на производство цемента и извести) процесса переработки исходного гипсового сырья на вяжущие и различные изделия на его основе, возможности гипса реализуются далеко не полностью. За последние два десятилетия с развитием рыночных отношений взгляды на использование гипса в строительстве стали меняться. Во многих регионах ускоренными темпами растет производство и применение отделочных материалов на гипсовой основе (гипсокар-тон, сухие штукатурные и шпаклевочные смеси), производимых большей частью на импортном оборудовании.
Однако используемые до настоящего времени технологии и оборудование для производства стеновых и перегородочных изделий (самых массовых и востребованных) существенно устарели и не отвечают современным требованиям как по производительности, так и по себестоимости выпускаемой продукции.
Поэтому наиболее перспективным является налаживание массового производства стеновых и перегородочных изделий низких и средних марок по упрощенным
Рис. 1. Крупноразмерный двухпустотный гипсобетонный блок (1,2x0,8x0,4 м) производства треста № 3 г. Уфы в 1957-1959 гг. (1958 г.)
низкоэнергоемким (безобжиговым) технологиям на современном оборудовании.
В Башкортостане, Самарской и Свердловской областях, Казахстане накоплен богатый опыт производства и применения гипсовых стеновых изделий, который, к сожалению, в настоящее время во многом утрачен. Особенно интересен опыт использования гипсовых материалов во время Великой Отечественной войны и в первые послевоенные годы в Уфе и г. Стерлитамаке (Республика Башкортостан), где на базе собственного производства гипсового вяжущего различных модификаций, причем не самых высоких марок, было организовано производство широкой номенклатуры гипсовых изделий и конструкций для малоэтажного строительства, в частности мелкоштучных и крупноразмерных (рис. 1) гипсобетонных стеновых блоков, перемычек и балок, плит перекрытий (рис. 2), а также архитектурно-строительных деталей (подоконных досок, карнизных блоков, лепнины) [1].
Составы гипсобетонов, учитывая дефицит строительных материалов в военное и послевоенное время, были весьма экономичны. В среднем расход гипсового вяжущего в составах формовочных смесей был не более 15— 20%, а в качестве заполнителей использовали дешевые и доступные материалы — доменные шлаки и золы местных котельных, отсевы гипсового щебня и отходы деревообработки. Изделия производились методом литья в деревянных формах, трамбованием, а также виброформованием. За 1942—1950-е гг. на основе гипсовых стеновых изделий были построены сотни двухэтажных многоквартирных жилых домов (рис. 3), большинство из которых эксплуатируется до настоящего времени. Многолетний опыт эксплуатации данных зданий свидетельствует, что несмотря на постоянные воздействия атмосферных осадков и знакопеременной температуры, а также тяжелые
Рис. 2. Испытание гипсобетонной плиты перекрытия
66
научно-технический и производственный журнал
август 2012
Материалы и конструкции
л
Iii Iii :
Рис. 3. Жилой дом в Уфе (ул. Калинина) с несущими стенами из гипсобетонных блоков: а - 1956 г.; б - в 2008 г. При капитальном ремонте мелкоразмерные фальш-балконы заменены на стандартные с выносными монолитными железобетонными плитами.
Рис. 4. Установка РК-250 для прессования стеновых и перегородочных блоков на основе фосфогипса и шлакового вяжущего
Рис. 5. Принципиальная схема технологического процесса производства мелкоштучных стеновых изделий на основе фосфогипса: 1 - бункер исходного фосфогипса; 2 - бункер нейтрализующей добавки;
3 - бункер-накопитель нейтрализованного высушенного фосфогипса;
4 - бункер вяжущего; 5 - питатели; 6 - бегуны; 7 - лопастной смеситель; 8 - сушилка; 9 - система пылеулавливания; 10 - гидравлический пресс; 11 - механизм съема и укладки изделий; 12 - поддоны
условия эксплуатации (изношенные коммуникации, протекающие кровли), наружные стены зданий из гипсобетонных блоков находятся в хорошем состоянии и практически не потеряли за более чем шестидесятилетний период своих эксплуатационных качеств [2]. И что особенно важно, опыт эксплуатации данных зданий позволяет сделать вывод о достаточной долговечности и высокой эксплуатационной надежности гипсовых блоков наружных стен, производимых на основе обычного дешевого строительного гипса, а не более дорогостоящих водостой-
ких гипсовых вяжущих. Гипсовые композиции повышенной водостойкости на основе гипсоцементно-пуццолановых, гипсо-известково-шлаковых и сульфатно-шлаковых вяжущих более целесообразно применять для наружных штукатурных составов, а также для изделий и конструкций (сантехкабин и др.), непосредственно подверженных атмосферным воздействиям и эксплуатации в условиях повышенной влажности [3].
Если перенести данный положительный опыт массового производства дешевых гипсовых стеновых и перегородочных изделий на современную технологическую основу, то наибольший интерес представляет применение способа полусухого прессования, существенно снижающего в отличие от традиционных способов формовки (литья и виброформования) капитальные и текущие затраты. Проведенные исследования показали, что прессование жестких смесей (В/Т=0,15—0,2), содержащих 70—80% дисперсного двуводного (необожженного) гипса (отсевы гипсовой муки, фосфогипс) и 20—30% вяжущего на гипсовой или гипсошлаковой основе, под давлением 5—20 МПа дает возможность получать стеновые и перегородочные изделия с достаточно высоким пределом прочности при сжатии [4]. Организация производства данных изделий на основе природного гипсового сырья или фосфогипса способом полусухого прессования не требует больших затрат, при этом возможно использование оборудования, серийно выпускаемого отечественными предприятиями машиностроения для прессования грунтоблоков и других подобных изделий (рис. 4), а также применение простаивающих технологических линий по производству силикатного кирпича (рис. 5).
Список литературы
1. Бабков В.В., Недосеко И.В., Мирсаев Р.Н. Опыт производства и применения гипсовых вяжущих в Республике Башкортостан // Труды II Всероссийской конференции «Гипс и его применение». Уфа, 2003. С. 196-200.
2. Мирсаев Р.Н., Бабков В.В., Недосеко И.В. и др. Опыт производства и эксплуатации гипсовых стеновых изделий // Строительные материалы. 2008. № 3. С. 78-81.
3. Мирсаев Р.Н., И.И. Ахмадулина, Недосеко И.В. и др. Гипсошлаковые композиции из отходов промышленности в строительных технологиях // Строительные материалы. 2010. № 7. С. 4-6.
4. Мирсаев Р.Н., Бабков В.В., Юнусова С. С., Недосеко И.В. Фосфогипсовые отходы химической промышленности в производстве стеновых изделий. М.: Химия. 2004. 173 с.
rj научно-технический и производственный журнал
v.-Jy^Arb:® август 2012 67
