В практике строительства при выполнении отделочных работ все большее применение находят сухие строительные смеси (ССС). В России, в том числе и на территории Поволжья, имеются значительные запасы диатомита, который может быть применен при изготовлении  теплоизоляционных ССС.

Известно, что активность диатомита обусловлена содержанием в диатомитах веществ в химически активной форме, поэтому характер и интенсивность взаимодействия со средой различны в зависимости от количества аморфного SiO₂, содержание которого в диатомитах может колебаться от 40% до 100% к общему количеству SiO₂. Помимо кремнезема в состав диатомита входят кристаллы солей Ca, Na, Fe, Al, органические вещества (до 9%). В настоящее время предложено несколько способов активации диатомита [1,2,3,4]

Для активации диатомита предложено осуществлять модификацию его поверхности путем его обработки гидроксидом натрия и кальцинированной содой.  С этой целью проводили совместный помол диатомита в шаровых мельницах с гидроксидом натрия и кальцинированной содой  в различных соотношениях. Помол осуществлялся до величины удельной поверхности S_уд, составляющей S_уд = 11248см²/см³.

При рентгенофазовом анализе (РФА) установлено, что на рентгенограмме образцов, полученных совместным помолом диатомита и гидроксида натрия NaOH в соотношении 1:0,2, присутствуют дифракционные линии (Å) следующих соединений:

-кремнезем: 3,349;2,966;2,364;

-гидросиликаты натрия: 2,555; 2,449;2,364; 1,815;

-карбонат натрия: 1,706;1,668;1,404.

Анализ рентгенограмм образцов показывает, что степень закристаллизованности образцов невысокая (рис.1). Методом  рентгенофазового анализа (РФА) установлено, что на рентгенограмме образцов базового диатомита (без активации) присутствуют дифракционные линии (Å) следующих соединений:     

-каолинит (d = 3,3265 Ǻ; d = 1,9803 Ǻ).

-кварц: 4,242;3,338; 2,455;2,128;

При изучении состава диатомита, измельченного в присутствии кальцинированной соды, установлено, что фазовый состав представлен следующими соединениями (рис. 2):

-карбонат натрия (d, Å)- 1,500; 1,200;

-кварц (d, Å)-4,267; 2,455;2,281; 2,128;1,993;1,817; 1,671; 1,373;

-цеолит(d, Å)-9,949;4,473; 4,267;2,772;

-силикат натрия (d, Å) – 2,963; 2,651; 2,593; 2,459; 2,372;1,886; 

а) базовый диатомит

б) активированного гидроксидом натрия

Рис. 1. Рентгенограмма диатомита

Результаты РФА, сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) свидетельствуют об изменении структуры и состава диатомита в результате  щелочной его активации, появлении новых дополнительных соединений, которые при взаимодействии диатомита с известью способны образовывать дополнительные химические соединения[5].

Рис. 2. Рентгенограмма образцов диатомита, модифицированного кальцинированной содой

Эффективность активации оценивали по показателям прочности известково-диатомитовых композитов. Предварительными исследованиями установлено оптимальное соотношение известь:диатомит, составляющее 1:4. В работе применяли известь 2 и 3 сортов с активностью  соответственно 84% и  72%. Образцы  формовались  с водоизвестковым отношением В/И, равным В/И=6,0 и твердели в воздушно-сухих условиях при температуре окружающего воздуха 18-20^оС и относительной влажности 60-70%. Результаты исследований приведены в таблице.

Таблица. Влияние активации диатомита на прочность известково-диатомитовых композитов

Анализ экспериментальных данных свидетельствует, что активация диатомита щелочью приводит к значительному увеличению прочности при сжатии известково-диатомитовых композитов. Так, прочность при сжатии контрольного состава (без активации диатомита) в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения составляет R_сж=1,82 МПа, а с использованием активированного гидроксидом натрия NaOH – 3,6-6,24 МПа.

С применением модифицированного диатомита разработаны составы известковой  теплоизоляционной сухой строительной смеси, предназначенной для отделки стен зданий[6]. Покрытия на основе разработанной смеси характеризуются хорошей наносимостью, высокой прочностью сцепления, составляющей 1,4-1,6МПа. Установлено, что при применении в качестве штукатурки разработанного известково-диатомитового состава наблюдается смещение нулевой  изотермы на 4-9 мм в сторону пониженных температур.