Особенность современной строительной индустрии – не только выработка продукции, но и потребление образующихся промышленных отходов для изготовления качественных, экологически безопасных материалов и изделий общестроительного и специального назначения. Поскольку основные затраты связаны с высокоэнергоемкими технологическими переделами, важное значение приобретают принципы энерго- и ресурсосбережения. Например, при производстве неавтоклавных контактно-конденсационных известково-силикатных материалов вызывают интерес вопросы предварительной подготовки нестабильного вяжущего и последующего пролонгированного сохранения активности [1–5]. Микрокапсулирование нестабильного гидросиликатного вяжущего позволяет повысить устойчивость его характеристик на стадии прессования сырцовых изделий, обеспечить стабильность технологического процесса, качество выпускаемой продукции в целом. Данное направление является принципиально новым в плане научного подхода к решению практических задач, созданию теоретической базы для получения микрокапсулированных сложносоставленных вяжущих [1, 3]. Среди рекомендаций по проектированию составов [1–6]:
1) многокомпонентность смеси, составляющие частично находятся в нестабильной активной форме, частично являются кристаллическими соединениями;
2) первоосновой твердения являются нестабильные компоненты, содержащие Al2O3, SiO2, основные оксиды, образующие со щелочными группу новообразований различной активности;
3) предпочтительно применять (помимо основного известково-силикатного и кремнеземистого сырья) химически активные нанонаполнители;
4) приготовление изделий желательно осуществлять методом прессования или гиперпрессования, обеспечивая контакт между частицами в условиях дефицита воды (включая свободную) в системе;
5) условия твердения при t ~ 85…105 °С.
Процесс деформирования при прессовании нестабильных гидросиликатных систем сопровождается спонтанностью, и основные положения синергетики применены при изучении механизмов структурообразования [4, 7]. Рассматривается механизм создания фазовых контактов на уровне структурных элементов (СЭ). Исследуемая область является наиболее напряженной при движении двухфазного потока от истока (объемной области) к стоку. Отмечается принципиальная разница между формированием силовой связи между СЭ для изделий автоклавного и неавтоклавного производства. Если автоклавная технология связана с процессом растворения исходных фаз, созданием пересыщения, нуклеации и роста зародышей, их срастанием в межграничной зоне, то в неавтоклавной технологии основную роль выполняет энергия активации, происходит перекомпоновка частиц в процессе их движения по каналу, синерезис жидкой фазы. По аналогии с фронтом горения вводится понятие фронта перколяции – узкой зоны малой толщины, в которой осуществляется топологический переход к бесконечному силовому кластеру между СЭ. Формирование силовой перемычки основано на явлениях синерезиса, происходящих в граничной области между СЭ за счет уплотнения твердой фазы двухфазного потока. Выделены стадии формирования контакта: индукционная (образование начальной динамической мембраны); квазистационарная (движение фронта перколяции к объемной области); заключительная (при кольматации микропор резко увеличивается сопротивление мембраны и уменьшается расход фильтрата, что приводит к затуханию конденсационных процессов). Сформулированы гидродинамические стационарные модели для зоны подвижного и неподвижного осадков [4].