В настоящее время керамзитовый гравий остается наиболее эффективным среди искусственных пористых заполнителем. Причин тому несколько: достаточно дешевое и недефицитное сырье, высокая пористость и оптимальная структура керамзитовых гранул, глубокая теоретическая проработка вопроса производства керамзитового гравия и большой практический опыт его производства и применения. Однако существует ряд задач, требуюших решения. Среди основных - расширение номенклатуры пористых заполнителей, возможность использования рядовых невспучивающихся глин для производства гранулированного материала, аналогичного керамзиту, и снижение температуры вспучивания. Данные задачи решались в 1980-1990-х гг. в лаборатории использования промышленных отходов НИИ Керамзита, возглавляемой в разные годы кандидатами техн. наук В.И. Шипулпным и В M. Гориным В частности, совместно с НИИЖБ (Москва) были проведены исследования по изучению возможности использования некоторых гранулированных отходов нефтехимии в качестве пористых заполнителей.
Одновременно в НИИКерамзита были начаты работы, продолженные и Самарском государственном архитектурно-строительном университете (СамГАСУ), по изучению возможности использования натриевого жидкого стекла в качестве сырьевого компонента, обеспечивающею низкотемпературное вспучивание. В настоящее время данное направление продолжает развиваться в СамГАСУ на кафедре производства строительных материалов, изделии и конструкции в рамках научной темы «Исследования в области технологии производства эффективных строительных материалов, изделий и конструкции».
Авторами разработан принципиально новый способ химической модификации жидкого стекла хлоридом натрия с целью изменения его вязкости. Хлорид натрия, растворяясь в жидком натриевом стекле, уменьшает силикатный модуль смеси и, как следствие, снижает число силоксановых связей, что существенно облегчает переход ионов щелочного металла в раствор и движение молекул. Ионы хлора, действуя в качестве сильного окислителя, способствуют постепенной, «этапной» коагуляции композиции На первом этапе вязкость остается неизменной, что обеспечивает возможность ее тщательного перемешивания. На втором этапе композиция становится упругопластичной, давая возможность заданно деформировать и формовать массу. На третьем этапе масса теряет вязкоупругие характеристики, происходит стабилизация приданной формы, прочность с течением времени нарастает. Регулируя соотношение компонентов и внешние условия, можно влиять на продолжительность и характеристики этапов. Установление основных зависимостей при модификации жидкого стекла хлоридом натрия позволило авторам разработать ряд пористых гранулированных материалов: высокопористый, жаростойкий, с использованием углеотходов, водостойкий на основе глиносодержащих невспучивающихся компонентов.
Характерным отличием всех указанных заполнителей является «керамзитовая» структура, т. е. наличие внешней уплотненной оболочки и внутренняя высокопористая часть.
Для установления технологических параметров получения пористых гранул, максимально приближенных к заводским, испытания проводились на лабораторных действующих моделях тарели и вращающегося барабана, позволяющих обрабатывать материалы при температуре до 3000 °С включительно, что значительно ниже температуры вспучивания керамзита. Следует отметить, что результаты исследовании некоторых из представленных типов заполнителей показали наличие в них наноразмерных пор.
Одним из достоинств данного типа заполнителей является возможность применения для их производства типового оборудования для производства керамзитового гравия.
Расширение номенклатуры искусственных пористых заполнителей / Мизюряев С.А., Жигулина А.Ю., Мамонов А.Н., Иванова Н.В. // Строительные материалы. - 2011. - №7.