Организация производства требует строительства специальных заводов, занимающих большие территории, транспортных средств для перевозки сырья, материалов и изделий, значительных расходов топлива и энергии:
Длительность технологического цикла при изготовлении изделий из таких материалов Колеблется в пределах 1—10 суток и более.
В результате себестоимость строительных материалов весьма высока. Так, например, средняя себестоимость 1 м3 сборного железобетона в 1956 г. составляла 466 руб. При этом стоимость бетона слагалась из следующих составляющих (в проц.):
- Цемент — 32
- Крупный заполнитель (щебень) — 42
- Мелкий заполнитель (песок) — 7
- Рабочая сила, топливо, электроэнергия — 8
- Прочие расходы — 11
Стоимость заполнителей составляет 45—50% от общей стоимости бетона.
В строительстве целесообразно использовать ультраместные, широко распространенные заполнители, то есть рыхлые грунты, добываемые в пределах строительной площадки или в непосредственной близости от нее: пески, супеси, лессы, глины, суглинки, чернозем и т. д.
Возможность получения высокопрочных материалов на ультраместных заполнителях затруднена, так как в основном рыхлые грунты состоят из мелкодисперсных частиц с большой удельной поверхностью.
Экономическая эффективность строительного материала с применением указанных заполнителей в значительной мере будет зависеть от расходами стоимости вяжущего. Использование для этих целей обычных строительных вяжущих, находящихся в .порошкообразном состоянии и плохо растворяющихся в воде, при современных методах их применения в виде грубых полидисперсных масс является нерациональным. Следует полагать, что в качестве вяжущего целесообразнее использовать различные клеи органического или минерального происхождения.
С целью сокращения процессов температурной и тепловлажностной обработки при изготовлении изделий следует отдать предпочтение клеям на быстроиспаряющихся растворителях или химически активным клеям, позволяющим путем введения различных добавок ускорить процесс перехода их в твердую фазу.
При применении рыхлых грунтов и клеев на быстроиспаряющихся растворителях, изготовленных на основе синтетических поликонденсационных и других соединений, могут быть получены прочные, водостойкие строительные материалы. Однако применение этих клеев в ближайшее время затруднено из-за высокой их стоимости и дефицитности.
Из химически активных клеев наиболее подходящим для использования в качестве вяжущего является растворимое стекло, так как:
- 1) технологические схемы производства растворимого стекла весьма просты;
- 2) сырьем для производства растворимого стекла являются широко распространенные природные и искусственные материалы, содержащие кремнезем, а также различные натриевые и калиевые соединения. Выбрав способ производства, позволяющий применять находящиеся в данном районе сырьевые материалы, можно растворимое стекло приблизить к разряду местных вяжущих;
- 3) растворимое стекло обладает высокими связующими (клеящими) свойствами. Как показали исследования Ю. Е. Корниловича, клеящая способность растворимого стекла в три-пять и более раз превосходит клеящую способность силикатных цементов и других строительных вяжущих. Высокие клеящие свойства и коллоидная структура растворимого стекла позволяют на его основе и мелкодисперсных заполнителях получить высокопрочные строительные материалы при небольшом расходе вяжущего;
- 4) растворимое стекло обладает сравнительно высокой химической активностью. Поэтому, введя различные добавки органического и неорганического происхождения, можно сократить сроки твердения строительных материалов на этом вяжущем без применения обжига и автоклавной обработки, а также сделать их водостойкими. Применение растворимого стекла с некоторыми добавками позволяет получить вяжущее, твердеющее в воде.
Основным недостатком растворимого стекла является его хорошая растворимость в воде. Однако этот недостаток легко устраняется путем введения различных добавок.
До настоящего времени строительные изделия и детали на основе растворимого стекла широкого распространения в строительстве не нашли. Объяснять создавшееся положение только малым объемом производства и в связи с этим дефицитностью растворимого стекла было бы неправильным. Технология производства растворимого стекла проще технологии производства цементов и некоторых других строительных вяжущих. Запасы сырья для этой цели практически неисчерпаемы. Все это говорит о том, что при соответствующем обосновании производство растворимого стекла могло бы получить необходимое развитие.
Основной причиной ограниченного применения строительных материалов на растворимом стекле следует считать то, что на его основе изготовлялась весьма ограниченная номенклатура изделий, предназначавшихся в основном для внутренней отделки зданий, а также теплоизоляционных и некоторых других материалов, требующих заполнителей специальных составов и, как правило, длительной термической обработки.
Грунты в строительстве также не нашли широкого применения, так как изделия, изготовляемые на их основе, отличаются малой водостойкостью и прочностью при высоком объемном весе и большой теплопроводности, что позволяет применять их только для стен малоэтажных зданий.
Строительные материалы из грунтов на основе растворимого стекла в качестве вяжущего' не применялись вовсе в связи с неправильным подходом некоторых исследователей к решению этой проблемы, а также вследствие слабой изученности этого вяжущего. Так, например, Б. М. Бронштейн объясняет невозможность применения растворимого стекла для грунтоблоков его химической нестойкостью, С. В. Потапенко — невозможностью получения водостойких изделий на этом вяжущем и т. д.
Большим количеством опытов, проведенных автором, установлено, что на основе любых рыхлых грунтов и отходов производств с применением в качестве вяжущего растворимого стекла с добавками могут быть получены водостойкие и атмосфероустойчивые строительные материалы, обладающие высокими показателями механической прочности.
Из этих материалов можно изготовлять несущие и ограждающие (армированные и неармированные) конструкции зданий и сооружений, а также различные изделия для их внутренней и наружной отделки. При этом длительность технологического никла может быть сокращена до 1—4 часов.
Упомянутые материалы из плотных, трамбованных масс в дальнейшем будут называться грунтосиликатами, а из вспененных масс — пеногрунтосиликатами.
Источник: «Грунтосиликаты», В. Д. Глуховский, 1959