Получаемая продукция стойка к действию кислот и щелочей, а также не подвержена силикатному распаду. При использовании пигментов продукция может быть окрашена в различные цвета.

Достоинством предлагаемой технологии по сравнению с известными технологиями производства пеностекла является исключение крайне дорогостоящих операций по производству стекла специального состава и его помолу (или помолу стеклобоя) до нанофракций. Вместе с этим исключены дополнительные операции автоклавного получения жидкого стекла из кварцевого песка или трепела.

При производстве не используются вспучивающие добавки и пенообразователи. Совмещаются операции получения жидкого стекла, приготовления стекломассы и вспучивания в одном технологическом процессе. Получаемая продукция — плиты или блоки (рисунок 7.4.1). Максимальный размер полученных изделий на имеющемся оборудовании (L,B,H) 1200×600×400 мм. По предлагаемой технологии операция обжига производится при температуре 650–850 °C.

Рисунок 7.4.1 Пеностекло в виде блока

      Производство строительных материалов особенно актуально в связи с реализацией национального проекта «Доступное жильё».
     Стеновые блоки из конструкционно-теплоизоляционной пеностеклокерамики для коттеджного и многоэтажного строительства совмещают в себе свойства конструкционных и теплоизоляционных материалов, не требуют дополнительных затрат на защиту от влаги, оштукатуривание и покраску по сравнению с имеющимися на рынке ячеистыми бетонами.

Преимущества перед конкурентами при использование стеновых пеностеклокерамических блоков для промышленного и гражданского строительства:

1. Уменьшение стоимости возведения стен, в отдельных случаях в 2 раза в частности, по сравнению со стеной, выполняемой из пенобетона.
2. Сокращения сроков возведения стен, в отдельных случаях в 4–5 раз в частности, по сравнению со стеной, выполняемой из пенобетона.
3. Уменьшение массы стен, в отдельных случаях в 9–10 раз (по сравнению со стеной из кирпича или из пенобетона). Уменьшение массы стен существенно снизит стоимость и требования к фундаменту и несущим конструкциям
4. Сокращение толщины стен, в среднем на 6–12 см, а в отдельных случаях до 40 см. Это, в свою очередь, обеспечит увеличение полезной площади. Для жилищного строительства уменьшение толщины на 6–12 см дает дополнительный доход в 10–20 $ на м² стены.

5. Упрощение стеновой конструкции (меньше слоев, не требуется минераловатных плит и т. п.), что уменьшает количество строительных ошибок и упрощает контроль строительства.
Стеновые блоки из конструкционно-теплоизоляционной пеностеклокерамики с прочностью от 8 кг/см² могут использоваться в качестве самонесущего конструкционно-теплоизоляционного материала в многоэтажном жилищном и промышленном строительстве, а стеновые блоки с прочностью около 30 кг/см² — в качестве несущего конструкционно-теплоизоляционного материала в малоэтажном (до 3 этажей) домостроении.

Это дает возможность отказаться от дополнительных конструкционных слоев, что существенно снижает стоимость (материалы и трудозатраты) строительства, уменьшает толщину стены, одновременно увеличивая полезную площадь здания.
Стеновые блоки конкурируют с конструкционно-теплоизоляционными материалами и, прежде всего, с ячеистыми бетонами.

Легкие пористые материалы

В настоящее время керамзитовый гравий остается наиболее эффективным среди искусственных пористых заполнителей.

    Для производства легких заполнителей в основном используют вспучивающие глины. Добыча природного минерального сырья для их производства стала дорогим и убыточным производством. В связи с интенсивной разработкой разведанных месторождений природных, хорошо вспучивающихся глин происходит снижение их запасов, также ухудшение качества пористых заполнителей на их основе.

     Энерго- и ресурсосбережение обеспечивает известная технология изготовления стеклопора путем вспучивания масс, содержащих жидкое стекло и минеральные добавки-наполнители, при температуре до 400 °С.

    Авторами исследовано [17], что из сырья, характеризующегося высоким содержанием глинистой фракции – 65-75 % и оксид алюминия и титана – 18-22 %, путем регулирования органических и железистых составляющих в шихте, можно изготовить особо легкий керамзит с насыпной плотностью около 200 кг/м3 при соблюдении условий ведения процесса термообработки по температурному режиму. 

    В статье С.А. Мизюряева, А.Ю. Жигулиной, А.Н. Мамонова, Н.В. Ивановой было рассмотрено расширение номенклатуры искусственных пористых заполнителей.

    Подъем керамзитового производства, использование новых технических решений для получения качественного керамзитового гравия с необходимыми показателями – одна из важнейших задач сегодняшнего дня. Качественный керамзитовый гравий и песок дают возможность выпуска эффективных конструкций с необходимыми теплоизоляционными свойствами, получения высокопрочных легких бетонов, что обеспечит значительный вклад в решение задач повышения технико-экономического уровня строительства, ускорения сроков возведения зданий, снижения трудозатрат, экологичность и безопасность среды обитания человека.

    Известно, что промышленные отходы можно использовать в качестве сырья для получения заполнителей. Например, при производстве желтого фосфора из фосфоритов на 1 т продукции приходится 10 т отходов в виде шлака. Из этих отходов в Казахстане организовано производство щебня, который в 2... 3 раза дешевле щебня из природного камня. В Азербайджане получают искусственный пористый заполнитель — аглопорит из отходов алюминиевого завода, а также из отработанного гумбрина — глины, используемой в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки нефтяных масел.

    Современные технологии переработки неоднородных городских бытовых отходов предусматривают предварительное извлечение из них ряда полезных веществ и термическую обработку. В результате получают спекшиеся остатки, вполне пригодные в качестве заполнителей для бетонов определенного назначения или материала для устройства оснований дорог вместо дробленых каменных пород.

Таким образом, для разнообразных по назначению и свойствам бетонов могут оказаться пригодными различные отходы или продукты их переработки.

    В решении актуальной и сложной проблемы защиты окружающей среды от выбрасываемых отходов важная роль отводится строительной отрасли, строителям, имеющим возможность их использования в качестве заполнителей для бетона. Потребность в заполнителях огромна, объемы которых равноценны объемам имеющихся отходов, что позволяет значительно уменьшить затраты природных ресурсов.

    Авторами [18] приведены результаты экспериментальных исследований по использованию нефтяных шламов, они применяются для получения легкого микропористого спеченного материала по керамической технологии. Установлены возможности получения гранулированного материала низкой насыпной плотности и улучшенными теплопроводными свойствами. Использование нефтешлама улучшает реологические (структурно-механические) свойства керамической массы, снижает топливно-энергетические затраты, создает микропористую структуру гранулированного материала.

    Авторами Западно-Казахстанского аграрно-технического университета имени Жангир хана была получена технология гранулированного микропористого материала с использованием нефтешлама. Использовались местные сырьевые материалы: лессовидные суглинки, широко распространенные в Западно-Казахстанской области, отходы нефтяной промышленности – нефтешламы. Доказана возможность получения гранулированного материала с наилучшими теплоизоляционными, физико-химическими свойствами. Отмечено, что введение нефтешлама положительно влияет на свойства готового материала [19,20].

    Для получения легких пористых заполнителей используют в первую очередь многотоннажные отходы промышленности. По данным организации объединенных наций, в мире ежегодно добывается и перемещается около 120 млрд. т горных пород, из которых извлекаются продукты, необходимые для нужд человечества, в том числе около 11 млрд. т сырья - для изготовления строительных материалов, 3-4 млрд. т каменных материалов - для дорожного строительства [21]. 

    Доля извлеченных  из недр земли твердого топлива - 3-5 млрд. т, после сжигания, которого образуется 15-25% отходов в виде зол и шлаков. Из остальной части горных пород в процессе добычи и обогащения на горно-обогатительных комбинатах извлекают полезные ископаемые. Всего 1-5 % тратится на нужды людей, остальное – это отходы, химический состав их приблизительно такой же, как у земной коры.

    Так как легкие пористые заполнители, а также легкие бетоны на их основе обладают высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, их относят к долговечным материалам.

    Далеко в древности известны огромные сооружения на таких бетонах, например, гидротехнические сооружения в Анконе и Чсвитавикии (Италия), построенные в начале нашей эры и эксплуатируемые по настоящее время. 

    Сотни лет человек живет в домах, возведенных из туфов и других природных пористых материалов, свойства которых аналогичны свойствам легких бетонов, что подтверждает экологическую чистоту пористых керамических материалов вообще и легких бетонов в частности.

    Если говорить о технологии получения пористых керамических материалов, то она   проста, отличается высокой механизацией и автоматизацией.       

    Как известно пористые заполнители, особенно мелкие, являются хорошими адсорбентами. Их можно использовать в качестве зернистых засыпок в фильтры очистных сооружений, также для очистки сточных вод, для очистки воды очистных сооружений аквариумов. Применение в пористых заполнителях и легких бетонах добавок отходов – это способ утилизации токсичных вредных отходов, например, таких как отходы гальванических производств, содержащих гели тяжелых металлов.

    На сегодняшний день актуально строительство высотных зданий, что требует снижения массы здания, также очевидно преимущество легкобетонного строительства в сейсмически активных регионах, оно доказано теоретически и практически.

Заманчива и коммерческая перспективность лёгкого бетона на современном строительном рынке. Хотя и для организации производства легкого пористого заполнителя возможны дополнительные затраты, но они   компенсируются меньшей стоимостью транспортных расходов.

Что касается экономического эффекта, то он может обеспечиваться и возможностями снижения расхода стальной арматуры в конструкциях зданий из-за более низкой плотности материала, затратов на устройство фундаментов, и возможностями сокращения затрат на отопление зданий, благодаря преимуществу в теплозащитных функциях.

При активном использовании огромного объёма имеющейся информации будущий рост и прибыльность отрасли лёгких бетонов гарантированы, особенно, если она будет готова освоить новые перспективные области их применения.