Глава 1. Особенности производства легких композитов на фторангидритовом вяжущем

1. Поризованные изделия на основе сульфатов кальция

Производство эффективных строительных материалов и качественное выполнение ряда строительных работ с их использованием является важной задачей промышленности строительных материалов и строительного комплекса страны.

Это определяет новый подход к созданию, производству и применению строительных материалов различного функционального назначения и позволяет сформулировать главные задачи промышленности строительных материалов:

- создание строительных материалов и изделий нового поколения, улучшенного дизайна, повышенного качества и эксплуатационной стойкости, которые минимальным образом будут воздействовать на окружающую среду и обеспечат экологическую безопасность;

- производство строительных материалов и изделий с использованием местного сырья по новым технологиям, позволяющим уменьшить материало-, энерго- и трудоемкость их изготовления и обеспечить рынок экологически чистыми материалами и изделиями, конкурентоспособными не только по качеству, но и по цене.

Одним из путей успешного развития этих задач является расширение производства и применения материалов и изделий в строительстве на основе сульфатов кальция (гипсовые и ангидритовые вяжущие).

В нашей стране имеются большие запасы природного сырья для производства гипсовых и ангидритовых вяжущих. Кроме того, важным источником гипсового сырья являются гипсосодержащие отходы различных отраслей промышленности. Производство гипсовых материалов и изделий отличаются низкими затратами по топливу и электроэнергии, простотой технологий получения вяжущих и изделий на их основе. Материалы и изделия на основе сульфатов кальция характеризуются высокими показателями свойств – легкость, малые тепло- и звукопроводность, огнестойкость, декоративность, комфортность и эстетичность. Это позволяет использовать их как в новом строительстве, так и при реконструкции старых зданий в наиболее экономичных и облегченных вариантах.

Разработаны и освоены производством материалы с применением вяжущих на основе сульфатов кальция различного назначения. Анализ основных физико-технических свойств некоторых из них приводиться ниже.

Камни бетонные стеновые гипсовые (ГОСТ 6133). Камни изготавливают из тяжелых и легких бетонов на основе водостойких и неводостойких гипсовых вяжущих в зависимости от назначения. Стеновые камни могут изготавливаться из необожженного фосфогипса по специальной технологии. Камни применяют в соответствии со строительными нормами и правилами для несущих и ограждающих конструкций жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий, в основном при малоэтажном строительстве.

Блоки строительные замковые (ТУ 21-53-02066523-98). Замковые блоки изготавливают из легкого бетона на основе водостойких гипсовых вяжущих (легкий бетон на пористых заполнителях, либо поризованный мелкозернистый, либо поризованный без заполнителя). Блоки предназначены для возведения несущих и самонесущих стен без раствора, укладывают эти блоки в соответствии с выступами и пазами в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Блоки стеновые из ячеистого (или поризованного) бетона мелкие (ГОСТ 21520). Блоки на основе водостойких гипсовых вяжущих предназначены для кладки наружных, внутренних стен и перегородок зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 75 % при неагрессивной среде. Стеновые блоки на основе неводостойких гипсовых вяжущих применяются в помещениях с относительной влажностью воздуха менее 60 %.

Также известны материалы в виде гипсового прессованного кирпича, гипсовых пазогребневых плит для перегородок, гипсобетонных панелей для перегородок, гипсобетонных панелей (блоков) с пустотами и другие.

Особое положение отводится поризованным материалам с ячеистой структурой, в том числе на основе гипсовых вяжущих веществ. Поризованные гипсовые материалы представляют большой интерес в связи с их широкими возможностями в производстве отделочных, стеновых, звукопоглащающих и теплоизоляционных изделий. В настоящее время из всех способов образования ячеистой структуры материалов наибольшее применение получил способ вспучивания. В основе способа преобладают процессы газообразования, основанные на выделении газа специально вводимыми добавками: алюминиевая пудра, пергидроль, бикарбонаты щелочных металлов. Выделяющийся газ поризует массу, которая после затвердевания формирует ячеистую структуру изделия.

При возведении малоэтажных зданий в качестве теплоизоляционного материала находят применение изделия из газогипсовых блоков плотностью 900 кг/м³ и 400-500 кг/м³.

Материалы из порогипса характеризуются высокой огнестойкостью; они легко пилятся, строгаются, сверлятся и обладают хорошей гвоздимостью. Главным достоинством порогипса является его высокое термическое сопротивление. Порогипс в зависимости от его средней плотности и прочности применяют для кладки наружных и внутренних несущих стен и перегородок из блоков заводского изготовления размером 600*300*200 мм.

В НИИСФ и Мосоделстрой №16 проведена работа по разработке технологических параметров получения пеногипса плотностью от 200 кг/м³ до 400 кг/м³ при выпуске опытных партий изделий. В основу технологии положена научная концепция получения пеномассы с сухой минерализацией гипсовым вяжущим.

Применение гипсовых вяжущих в качестве сырьевого материала представляют большой интерес в производстве отделочных, стеновых, звукопоглощающих и теплоизоляционных изделий.

2. Технология получения и область применения фторангидрита

С момента появления и до настоящего времени производство фтороводорода в России является источником экологического неблагополучия в местах своего расположения, так как сопровождается выбросами в атмосферу газообразного фтороводорода во время внеплановых остановок производства, образованием и накоплением на отвальных полях отходов в виде кислого или нейтрализованного безводного сульфата кальция.

При серно-кислотном разложении плавикового шпата образуется два продукта: основной - газообразный фтористый водород, направляемый на очистку и последующее использование в основной технологии, и побочный - твердый безводный сульфат кальция, фторангидрит, имеющий потребительскую ценность в строительной промышленности из-за вяжущих свойств, достаточно высокой степени белизны, регулируемой водорастворимости, но до последнего времени направляемый в отвал [3].

Фтороводородный отвал (фторангидрит) представляет собой твердые гранулы с размерами от нескольких микрон до 60 мм состоящий из безводного сульфата кальция и переменным содержанием остаточной серной кислоты (до 2 - 3 %) [4]. Если газообразный фтороводород, выделяющийся в атмосферу помещений фтороводородного производства во время внеплановых остановок, улавливается существующими стационарными установками, то многотонажные твердые отходы указанного производства вызывают деградацию почв, грунтовых вод и поверхностных водоемов за счет процессов засоления почв и увеличения общей жесткости воды в местах их хранения, и также загрязняют атмосферу воздуха фтороводородом, длительное время выделяющимся из кислых сульфаткальциевых отвалов.

В конце 20-го века химическими предприятиями различных отраслей промышленности (химической, атомной и цветной металлургии) складировалось на берегах или через шламопроводы сбрасывалось в рядом протекающие реки свыше полумиллиона тонн сульфаткальциевых отходов фтороводородных производств ежегодно. Согласно литературным данным, в развитых зарубежных государствах в 70-80-ых годах прошлого столетия появилось много публикаций по решению такой же проблемы - утилизации твердых отходов фтороводородных производств. Это - заполнение шахтных пустот, отсыпка основания дорог, производство строительных штукатурных растворов (Франция, Англия), использование в качестве добавки в гипсовые плиты (Германия), и только в Японии еще в 1976 году был организован выпуск панелей на основе фторангидрита общим объемом 4,5 млн. тонн строительной продукции [5].

В этой связи актуальность проблемы заключается в оптимизации технологических условий производства разложения плавикового шпата, которая позволила бы, не снижая степени извлечения фтора из него, получать унифицированные сульфаткальциевые отходы с целью практического применения в строительной промышленности в виде вяжущего материала, пигмента, пластификатора, инертного наполнителя смесей и т.п.

Минерал флюорит, химическая формула СаF₂, или плавиковый шпат, издавна применялся в качестве природного сырьевого источника соединений фтора, в том числе и фтористого водорода [6-8]. Еще в 1809 году Гей-Люссак и Тенор в лабораторных условиях получили чистую плавиковую кислоту [6, 7, 9], осуществляя серно-кислотное разложения плавикового шпата в серебряной аппаратуре

CaF₂+H₂SO₄=CaSO₄+2HF.

Одним из первых шагов в развитии процесса серно-кислотного разложения плавикового шпата в промышленных условиях было применение аппаратов периодического действия типа реторты или обычного чугунного котла с мешалкой [8, 10, 11].

Применение барабанных вращающихся печей [12] позволило проводить процесс серно-кислотного разложения плавикового шпата в промышленных условиях непрерывным способом. И в настоящее время, как у нас, так и за рубежом основным реактором в котором происходит непрерывное взаимодействие серной кислоты с плавиковым шпатом, является барабанная вращающаяся печь [13].

С целью интенсификации процесса разложения плавикового шпата в политехническом институте г. Томска были проведены исследования по сухому способу разложения флюорита парами серной кислоты при температуре 300 - 350 ºС [14]. Но результаты исследований показали, что процесс разложения в аппаратах кипящего слоя в указанном температурном интервале длится несколько дольше, чем в барабанных вращающихся печах, и серной кислоты требуется в три раза больше стехиометрического количества.

Чуть позже в этом же институте был предложен и разработан способ серно-кислотного разложения плавикового шпата в печах с помощью прямого электрического нагрева реакционной массы [15-18], но, к сожалению, данный способ не нашел промышленного применения в следствии сложного управления реакторами данного типа.

Помимо способа получения фтористого водорода на базе реакции серной кислоты с фторидом кальция существуют и другие, пока еще не реализованное в промышленности способы выделения фтористого водорода. В связи с тем, что значительные запасы фтора содержатся в таких природных ископаемых, как фосфориты и апатиты [9, 19, 20], многие авторы предлагают получить фтористый водород в качестве побочного материала из отходящих газов процесса серно-кислотной обработки указанных минералов [21-23]. Основными продуктами в этих процессах являются фосфорная кислота и фосфорные удобрения.

А.Л. Гольдштейн и др. [24] экспериментально, М.А. Михайлов [25] путем экономических расчетов доказали целесообразность проведения процесса выделения фтористого водорода с помощью пирогидролиза обедненных фтор-ионом руд. В этом случае в качестве побочного продукта образуется окись кальция, так называемая негашеная известь.

Исходя из вышеперечисленных способов выделения фтористого водорода, можно сделать вывод о том, что существующий промышленный способ получения фтористого водорода и одновременно фторангидрита путём серно-кислотного разложения плавикового шпата в барабанных вращающихся печах является пока предпочтительным [26-48], хотя и обладает такими недостатками, как низкая объёмная производительность; значительная металлоёмкость; высокая степень коррозии; отсутствие точек контроля непосредственно процесса серно-кислотного разложения, что пока не позволяет автоматизировать данный предел; большая доля ручного труда при ремонте и замене барабанных вращающихся печей.

Другие ранее перечисленные способы выделения фтористого водорода пока не могут составить конкуренцию флюорито-серно-кислотному процессу из-за более высоких экономических показателей.

Поэтому необходимо кроме поиска новых, экономически выгодных, исключающих вышеперечисленные недостатки существующей технологии, способов проводить исследования по усовершенствованию процесса серно-кислотного разложения плавикового шпата и создать экономически выгодную технологию переработки твёрдых отходов фтороводородного производства, т.е. использовать побочный продукт в качестве целевого сырья.

Известно, что в природе сульфат кальция представлен двумя минералами: двуводным гипсом и ангидритом. Гипсосодержащие породы зачастую включают в себя примеси глинистых и карбонатных минералов.

Ангидритовые отходы фтороводородных производств, известные под названием фторангидрит, могут являться дополнительным источником сырья в промышленности стройматериалов [10-11, 20, 49-50].

Одним из вариантов использования фторангидрита является применение его в качестве сырьевого источника для производства негашеной извести, серы и серной кислоты [51] путём термического разложения сульфата кальция.

Во Франции [52] отходы производств фосфорной кислоты и фтористого водорода предлагают использовать с массовым соотношением от 1:9 до 9:1 в качестве ангидритового вяжущего материала. В качестве ангидритового вяжущего, или ангидрит-цемента, также предлагают применять фторангидрит и ряд других российских и зарубежных авторов [53-61].

М.Ф. Чебуков, Л.П. Игнатьева [62] разработали способ переработки твердых отходов производства плавиковой кислоты с целью получения ангидритового сырья повышенной прочности. Суть способа заключается в нейтрализации отходов производства предварительно измельченным карбонатом кальция и перемешивании реагентов в репульпаторе, а затем выдержке на протяжении 2-6 ч при температуре кипения пульпы, после чего эта масса подвергается автоклавной обработке при температуре 118-119 ^ºС еще в течении 3 ч. Горячая пульпа направляется в отстойники и через 1 ч отфильтровывается; твердая фаза измельчается. Полученный ангидритовый вяжущий материал соответствует по прочности цементу марки М300.

В.Е. Матясова, В.В. Мельников, А.А. Хлебников и др. [63] предлагают вести обработку отходов фтороводородного производства таким образом, чтобы получить полуводный сульфат кальция, т.е. алебастр. Твёрдые отходы печей разложения направляют в стержневую мельницу, туда же подают известь в стехиометрическом количестве. После нейтрализации продукт перегружают в барабанный гранулятор и орошают водой в количестве 30-45 % масс от веса отходов, затем помещают полученные гранулы в герметичную тару и выдерживают там, на протяжении 1-30 суток. При этих условиях не менее 65% сульфата кальция переходит в двуводный гипс. Полученный продукт измельчают в стержневой мельнице до размера частиц 0,2 мм и проводят его термообработку при температуре 150 ⁰С с перемешиванием в течение 2 ч.

По рекомендациям С.В. Лебедева, М.А. Мозжериной, Т.А. Сивковой [64] возможно применение нейтрализованных твёрдых отходов фтороводородного производства в качестве добавки (в количестве 5-10% масс – после сухой нейтрализации и 10-30 % масс после мокрой нейтрализации) к алебастру, полученному из природного гипса.

В Японии, ФРГ, Франции [65-68] перерабатывают отходы фтороводородного производства с целью получения композиции на основе фторангидрита для стеновых материалов. Приводится состав композиции [66], состоящий из 90-50 весовых частей фторангидрита, смешанного с гидроокисью кальция и ускорителями схватывания типа сульфат калия, сульфат алюминия, и 10-50 весовых частей гранулированного в воде доменного шлака.

Известны различные способы переработки фторангидрита с целью получения регулятора сроков схватывания портландцемента [69-79]. Специалисты Гипроцемента и Сухоложского комбината [70] в 1968-1970 гг. провели исследования, связанные с использованием фторангидрита в качестве регулятора сроков схватывания цемента, а также интенсификатора процесса обжига сырьевой смеси. Исследования показали, что фторангидрит, как и природный гипс, может служить регулятором сроков схватывания цемента, причем прочность цемента повышается (это явление объясняется частичной гидратацией ангидрита в процессе твердения цемента). Приведён гранулометрический состав фторагидрита: 25 % масс составляют частички размером более 2,5 мм, 13 % - 2,5-2 мм, 11 % - 2-1,25 мм, 11 % - 1,25-1,0 мм, 18 % - 0,5-0,25 мм, 4 % - менее 0,25 мм. В процессе транспортировки к месту потребления, дозировки и других механических операций пылевых фракций возрастает. Сделано заключение, что переход на сухую нейтрализацию этих промышленных отходов позволяет использовать фторангидрит на цементных заводах в широких масштабах.

М.Н. Пигарев, А.С.Гадков. Ю.А. Козлов и др. предлагают получить фторгипс, нейтрализованный клинкерной цементной пылью [80], а А.Ф. Кузнецов, Т.Ф. Пехов, М.Г. Кесарев [81] и А.Л.Гольдинов, О.К. Абрамов и др. [82] рекомендуют из смеси фторангидрита и цемента изготавливать плиты, блоки и другие строительные изделия.

Наиболее детальные исследования возможных путей получения вяжущего на основе фторангидрита проведены Б.П. Ильинским из Пермского политехнического института [83]. Изучено влияние различных количеств нейтрализующего агента (от 2,5 до 32,5 % пыли клинкер обжигательной печи Горнозаводсково цементного завода) на гидравлическую активность содержащего 6-8 % серной кислоты фторагидрита. Определены сроки начала и конца схватывания этих составов, их прочность, удельный вес растворов. Величина водостойкости перечисленных составов равна 0,61-0,77 относительных единиц. В этой работе изложено влияние наполнителей строительных смесей (кварцевый песок, горелая порода, шлакозольная смесь, ангидрит, карбонат кальция, глина, граншлак) на сроки схватывания растворов и прочность образцов. Установлено, что добавка кварцевого песка в количестве не более 1:1 весовых соотношений почти не снижает прочностных свойств, однако замедляет твердение. Приведены данные по лабораторным и производственным испытаниям процессов изготовления блоков и кирпичей на основе фторангидрита.

Одним из перспективных способов переработки твёрдых отходов фтороводородного производства является создание отделочных строительных смесей (например, штукатурных) на основе фторангидритового вяжущего [84-89], исключающих применение цемента в строительных растворах.

В Японии [89], например, для получения штукатурного состава смешивают 90-50 весовых частей фторангидрита, образующегося при производстве плавиковой кислоты, некоторое количество сульфатов калия, алюминия или калиевых квасцов, используемых в качестве ускорителей схватывания, а также гидроокись кальция для нейтрализации серной кислоты с 10-50 весовыми частями гранулированного доменного шлака, добавок триполифосфата натрия и, при необходимости, в качестве пенообразователя, алкилбензолсульфокислоту или белки.

В Англии [90] товарное сортовое гипсовое вяжущее с замедленным сроком схватывания, содержащее 0,5 % или менее 0,l - винной кислоты такое же количество гидроокиси кальция, чтобы 5 % водная суспензия имела рН=11,5, смешивают с тонко измельченной окисью кремния, которая повышает подвижность раствора, и на основе данной композиции готовят растворы для штукатурки и кладки стен в строительстве.

С целью получения строительных растворов из гипса или гипсосодержащих отходов, обладающих после твердения повышенной водостойкостью и морозостойкостью, в Англии [91], СССР [92],ФРГ [93], Франции [94,95] предлагают вводить дополнительно (после нейтрализации отходов), различные гидрофобизирующие и повышающие морозостойкость строительных изделий добавки типа эмульсии, парафина, полиоксиалкилированные алканолы или алкилкарбоксилаты, алкилариловые спирты, сульфонол, твердые воски или смесь твердых восков с твердыми углеводородами.

В других публикациях [96-109] показана возможность использования фторангидрита как вяжущего материала и наполнителя в шпаклевке, как вяжущего материала и пигмента в окрасочных строительных растворах. Каждый из выше перечисленных способов обладает недостатками.

Для приготовления композиционных материалов идет большой расход цемента. С целью снижения расхода портландцемента в составы вводят ангидрит. Известно [110], что совместное использование ангидрита и портландцемента приводит к образованию эттрингита, который в затвердевшем цементном камне создает внутренние напряжения и нарушает целостность структуры композиционного материала.

При введении гипсосодержащих пород в ранние сроки твердения возрастает прочность цемента (примерно на 3 - 5 МПа) и удлиняются сроки схватывания [111, 112, 113], но при этом прочность образцов при длительном хранении значительно снижается.

Большой интерес при разработке наполнительных смесей представляют составы с использованием доменных шлаков. Значительное влияние на свойства наполнительного состава оказывают химические и фазовые составы гранулированных шлаков [114], которые используются в качестве вяжущего при производстве смесей.

Таким образом, замена портландцемента в составах композиций на другие виды вяжущих, прежде всего, включая ангидритсодержащие, получаемые из отходов производства и вскрышных пород, целесообразна не только для исключения деструктивных процессов происходящих при длительной эксплуатации затвердевшей смеси, но и с экономической и экологической точек зрения.

Анализ данных материалов позволяет сделать следующие выводы.

1. Переработка фторангидрита с целью получения добавки в клинкер, которая является регулятором сроков схватывания цемента требует значительных энергозатрат на удаление избыточной серной кислоты, содержащейся на отвале печей (содержание серной кислоты должно быть не более 0,7 % масс), а затем требуется дополнительный участок по грануляции полученного инертного сульфата кальция, обладающего способностью к слеживанию, комкованию, зависанию при транспортировке.

2. Использование фторангидрита как наполнителя кирпичей, блоков и других строительных изделий традиционных составов требует применения в качестве вяжущего материала для традиционных составов цемента.

3. В связи с высокой стоимостью портландцемента в настоящее время для снижения его расхода при приготовлении композиционных материалов частично цемент заменяют ангидритом. Известно, что совместное использование портланцемента и ангидрита приводит к образованию эттрингита в массиве затвердевшего камня и как следствие его деструкции. В связи с этим полная замена портландцемента в составах композиционных материалах на ангидрит, целесообразна не только для исключения деструктивных процессов происходящих при длительной эксплуатации, но и с экономической и экологической точек зрения.

4. При получении ангидритовых строительных растворов технологический передел включает стадию нейтрализации кислотных отходов и введение дополнительных добавок, повышающих прочность строительных изделий.

5. Наиболее предпочтительным направлением переработки твердых кальцийсодержащих отходов фтороводородного производства является использование их в строительной промышленности в качестве вяжущего, пигмента, пластификатора и наполнителя строительных растворов и бетонов при этом капитальные затраты на организацию технологического процесса приготовления строительных материалов на основе фторангидрита, предположительно, будут минимальными по сравнению с другими вариантами.

6. При сравнении себестоимости цемента и ангидрита экономический эффект из расчета на 1 м³ разработанного ангидритового состава составил 630 руб., что соответствует снижению ее стоимости на 89 % в сравнении с аналогом на основе цемента.

3. Полистиролбетон – эффективный теплоизоляционный материал современного строительства

При проектировании и строительстве зданий актуальным является вопрос снижения массы отдельных конструкций и всего здания в целом [115]. В конструкциях зданий должны применяться экологически безопасные, низкоэнергоемкие строительные материалы, изготавливаемые по малозатратным технологиям на базе преимущественного использования продуктов переработки техногенных отходов и местных природных сырьевых ресурсов [116, 117]. Применяемые для теплоизоляции строительных конструкций плиты из пенополистирола обеспечивают необходимые теплофизические свойства, но в тоже время они имеют недостатки, ограничивающие их широкое использование, такие как низкая прочность, горючесть, химическую деструкцию в процессе эксплуатации. Эти недостатки в значительной степени можно снизить или устранить, используя пенополистирол в виде вспученных гранул в качестве заполнителя в легких бетонах, известных по работам [2; 118].

Полистиролбетон является разновидностью легких бетонов. В состав этого композиционного материала входят портландцемент, пористый заполнитель - гранулы вспененного полистирола и воздухововлекающие добавки. Сочетание полистирольных гранул, являющихся теплоизолирующим материалом, и бетона в одном продукте обеспечивает оптимальную комбинацию несущих свойств, звукоизоляции, термоизоляции и огнезащиты.

Полистиролбетон имеет определенные технологические преимущества перед пенобетоном и газобетоном. Формирование его ячеистой структуры осуществляется готовыми порами - полидисперсными вспененными гранулами полистирола размером 0,6 – 20 мм при насыпной их плотности 10-35 кг/м. Промежутки между ними заполняются поризованным цементным тестом, объединяющим гранулы пенополистирола в единое целое - полистиролбетон средней плотности 150 - 500 кг/м3. Последний представляет собой, таким образом, двухфазную систему, состоящую из вспененных гранул пенополистирола и цементной матрицы. Замечено, что при ее небольшой прочности прочность полистиролбетона средней плотности 200 - 500 кг/м3 достигает прочности неавтоклавного пено- и газобетона, имеющего в несколько раз большее значение плотности и прочности матрицы. При прочности цементной матрицы, например, 1 - 2,5 МПа и плотности 320 - 450 кг/м3 прочность полистиролбетона средней плотности 200 кг/м3 составляет 0,35 - 0,5 МПа. А при прочности матрицы 7,4 - 15,7 МПа и плотности 820 - 1160 кг/м3, прочность полистиролбетона средней плотности 500 кг/м3 достигает 2,3 - 3,44 МПа. Это говорит о преобладающей конструктивной роли гранул пенополистирола в создании прочности полистиролбетона, закономерно проявляющейся при изменении насыпной и средней плотности пенополистирольных гранул, их размеров, прочности и межзерновой пустотности. Влияние перечисленных свойств гранул настолько велико, что плотность и прочность полистиролбетона могут изменяться в 2 - 4 раза независимо от прочности и плотности цементной матрицы.

Полистиролбетон при низкой плотности имеет удовлетворительные прочностные характеристики, не деформируется под нагрузкой, обладает низкой теплопроводностью и высокой звукоизоляцией. Полистиролбетон пожаробезопасен и на порядок долговечнее других теплоизоляционных материалов, так как имеет улучшенные показатели по морозостойкости, водонепроницаемости, химической и биологической стойкости. Полистиролбетон паро- и воздухопроницаем, не токсичен и обладает пониженной сорбционной влажностью. В отличие от ячеистого бетона (пенобетона) полистиролбетон имеет меньшие требования к сырьевым материалам. Свойства полистиролбетона в меньшей степени колеблются при применении разных партий одного и того же заполнителя, нежели в пенобетоне, где свойства смеси меняются в зависимости от вида пенообразователя, и даже при постоянном использовании одного и того же пенообразователя в пределах одной партии отсутствует стабильность его показателей. Так же, в отличие от ячеистых бетонов, полистиролбетон не имеет проблемы ограничения вариантов отделки.

Кроме того, полистиролбетон легко механически обрабатывается (пилится сверлится, имеет хорошую гвоздимость), транспортируется и укладывается (товарная смесь) и уменьшает трудозатраты при возведении конструктивных элементов зданий (сборные изделия).

На фоне перечисленных преимуществ полистиролбетон на клинкерном вяжущем имеет недостатки. Одним из важных недостатков является высокая цена портландцемента, что влечет за собой высокую стоимость материала. К недостаткам можно также отнести затянутые сроки схватывания материала; усадочные явления при твердении цементной матрицы, что ведет к трещинообразованию. Поэтому целесообразна замена цемента на бесклинкерное вяжущее, желательно из отходов производства. Таким отходом производства может служить фторангидрит. Это позволяет полностью исключить клинкерное вяжущее и дает возможность улучшения свойств материала: уменьшение теплопроводности; возможность подвспучивания матрицы за счет компонентов, поризующих твердеющую ангидртовую матрицу.

Таким образом, разработка полистиролбетона на основе ангидритовой матрицы является одним из приоритетных направлений в производстве теплоизоляционных материалов, которое позволяет решать одновременно экологические проблемы и получать ресурсо- и энергосберегающие технологии производства эффективных теплоизолирующих материалов.

4. Армирующие волокнистые добавки в составе разрабатываемого композита