Резюме. Изследвана е структурата на лабораторни образци от иновативен композитен строителен материал с добри топлоизолационни свойства – циментови матрици с лек добавъчен материал (ЛДМ). Установено е, че обемният дял на ЛДМ е около 50 % с относително равномерно обемно разпределение. ЛДМ в структурата на композита е с форма, близка до сфероидалната. Представени са за изследване три проби – необработена, парафинирана и импрегнирана с епоксидна смола. Изследването е проведено с използването на четири микроскопски техники: наблюдение в светло поле; наблюдение в светло поле с косо осветление; наблюдение в светло поле с поляризиран източник на светлина и наблюдение в тъмно поле.

Ключови думи: building materials; composites; minerals; structure; thermal insulation; samples

Увод. Предлаганите в България енергоефективни строителни материали, осигуряващи качествено ново ниво на енергоспестяване при икономически допустима себестойност на строителството, дълговечност и екологичност, са основно от внос или произведени от наши фирми по чужда технология и с вносни базови материали, което увеличава себестойността им. България е на последно място в Европа по производство на топлоизолационни материали за строителството и техниката. Производството на топлоизолационни материали е незапълнена ниша от пазара.

Целта на статията е изследване на структурата на новосъздадени лабораторни образци на лек топлоизолационен строителен материал от минерали на Черноморския басейн. Една част от тях представляват високодисперсни силициеви породи – кремъчни скали (силицити). Кремъчните седиментни скали са изградени основно – над 50 % – от силициев диоксид SiO2 – кварц, халцедон, и SiO2.nH2O – опал (Kostov, 1993). Те са се образували по химичен начин чрез утаяване на дъното на Черноморския басейн като трепели, опоки, силкрети, гейзерити и др., съдържащи примеси на черупки от кремъчни организми. Друга част от тези минерали са се образували по биогенен начин, като диатомити – изградени от скелетите на клетъчни водорасли (диатомеи), леки, порести, с опалов състав, светлосиви, известни още като кизелгур, инфузорна пръст; радиоларити – слабо циментирани черупки и скелети на радиоларии, с опалов състав, сиви до тъмносиви на цвят, спонгилити – с опалов състав, изградени от спикули на гъби.

Геологически и транспортно достъпните запаси на изходните материали от високо дисперсни силициеви породи са послужили като предпоставка за създаване на технология за производство на лабораторни образци на иновативен строителен продукт – композит. Производството на такива материали съчетава технологичността и ниската себестойност на получаване на керамзит и възможността за производство на продукт с високи топлоизолационни свойства, като пеностъклото. На базата на синтеза на двете технологии за получаване на керамзит и пеностъкло, на приложимостта и съчетаването на основните им процеси (закипяване и изпичане при високи температури 1100 ÷ 1300°С) и последващите операции – задържане, охлаждане, формоване и др., се структурират предлаганите образци на краен строителен продукт на основата на стъкло-кристални пеноматериали.

Изследването на структурата (Slipets, 2017), което е проведено в Офиса за технологичен трансфер при Архитектурния факултет на ВСУ „Черноризец Храбър“, обхваща следните етапи.

Обект: Лабораторни образци – циментова матрица с лек добавъчен материал ЛДМ.

1. Вид изпитване: структурен анализ.

2. Стандарти, по които се провежда изпитването: БДС EN 13169:2012+A1:2015.

3. Изпитвателна апаратура: PolyVacc, Mecatech 234, Metam LV-41.

4. Дата на провеждане на изпитването: 16 – 30.08.2017 г.

5. Условия на изпитване : t=24°C.

6. Обемният дял на ЛДМ в композитната смес е около 50% .

Разпределението на ЛДМ е относително равномерно (фиг. 1, а, б и в).

ЛДМ в структурата на композита е с форма, близка до сфероидалната. Резултатите от микроскопското изследване са представени на фиг. 2, а и б.

Заключение. Анализът на структурата показва следното.

– Лекият добавъчен материал ЛДМ притежава силно пореста структура, като пористостта на всяка частица е над 90%. Пористостта може да се определи като затворена клетъчна пористост, която е характерна за термично експандираните материали и за материалите, обработени с газо- и/или пенодобавки.

– Структурните кухини са с разнородна форма и размерност. Наблюдават се пори както с кръгло, така и с овално и многоъгълно (най-вече тип „пчелна кутийка“) сечение. Размерът на порите е от 100 pm до 950 pm, което ги отнася към групата на макропорите.

– Дебелината на вътрешните стени в ЛДМ варира между 5 – 10 pm, като се наблюдава затворена пористост и в преградите.

– Ясно изразена е добре оформена и непрекъсната контактна зона между ЛДМ и циментовата матрица, което е показател за добро омокряне между двата материала.

REFERENCES/ЛИТЕРАТУРА

Kostov, I. (1993). Mineralogiya. Sofia: Tehnika. [Костов, И. (1993). Минералогия. София: Техника]

Slipets, R. (2017). Protokol № 35-2017 ot 31.08.2017 g. na Ofisa za tehnologichen transfer. [Слипец, Р. (2017). Протокол № 35-2017 от 31.08.2017 г. на Офиса за технологичен трансфeр.]