Технология и свойства пористого заполнителя на основе кремнистых пород для производства эффективной стеновой керамики

• Автор: Козлов, Григорий Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Современное состояние производства эффективной кера- ^

мики с применением минеральных пористых компонентов

^ j Анализ способов снижения средней плотности и повышения ^

эффективности стеновых керамических изделий

1-2. Роль пористых заполнителей в формировании структуры

эффективных строительных материалов

^ Современное состояние технологии производства пористых за- ^

полнителей на основе силикат-натриевых композиций

Теоретические предпосылки формирования ячеистой

1.4. структуры материалов из водных растворов щелочных силика-

Кремнистые породы как источник опалового кремнезема для ^
получения щелочных силикатов
Выводы по главе
2 Обоснование выбора сырьевых материалов. Методики не- ^
следований
2.1. Общие сведения об кремнистых породах Юга России
2.2. Характеристика использованных материалов
2.3. Методы исследований
2.4. Методика математического планирования экспериментов
Влияние технологических факторов на получение безавто-
3. клавным способом порисотого заполнителя на основе ще-
л очных силикатов
3.1. Свойства щелочных силикатов на основе из кремнистых пород..
„ . Технологические факторы процесса гидротермального выще-

лачивания кремнистых пород
2 ^ Химико-минералогические преобразования при выщелачивании jq
опалового кремнезема
2 ^ Технологические факторы получения пористого заполнителя из ^
силикат натриевых композиций в процессе вспучивания
2 ^ Физико-механические свойства полученного пористого запол- ^
нителя
3.6. Структурно-фазовые особенности полученного заполнителя
Выводы по главе
4 Эффективные стеновые материалы с использованием си- ^оз
ликат-натриевого пористого заполнителя
4.1. Проектирование состава формовочной массы
4.2. Математическое планирование эксперимента
^ 2 Анализ влияния основных технологических факторов на свой-
ства керамических масс
4.4. Исследование влияния процесса сушки на качество сырца
4.5. Изучение процесса обжига эффективной пористой керамики
4 ^ Изучение физико-механических характеристик стеновой кера- 12^
мики с силикат-натриевым пористым компонентом
Выводы по главе
д Опытно-производственная проверка результатов исследо- ^
ваний
^ ^ Опытно-промышленная апробация изготовления сферического
заполнителя
^ 2 Опытно-промышленные апробация по получению высокоэффективной стеновой керамики
Технико-экономический анализ производства высокоэффектив-
5.3. ной стеновой керамики с применением силикат-натриевого за-
полнителя
Выводы по главе
Основные выводы
Список литературы
Приложение
Приложение!
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Небывалый рост цен на энергоносители привел к значительному увеличению стоимости услуг жилищно-коммунального хозяйства. Основные затраты при этом связаны с расходами на отопление и кондиционирование помещений. Так, по данным всемирной паутины, на отопление 1 м2 жилья в европейской части России требуется порядка 500 кВт/ч энергии, тогда как в Германии - 250, в Швеции и Финляндии -135. Такая высокая энергопотребность связана не только с особенностями климатических условий, но и с низкой теплоизоляцией ограждающих конструкций. Изменение требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций в нашей стране привело к неэффективному использованию таких традиционных стеновых материалов, как керамический кирпич, легкий бетон и т.д. Для современного строительства необходимы новые энергоэффективные и долговечные материалы, позволяющие возводить ограждающие конструкции с требуемыми теплотехническими и конструкционными свойствами. К числу таких теплоизоляционных материалов можно отнести необоснованно забытое ячеистое стекло и его разновидности. Ячеистое стекло представляет собой высокопористую гетерогенную систему (пористость достигает 90 - 97%), состоящую из амортизированной твердой и газообразной фазы с размером ячеек от 0,1 до 3,0 мм. Уникальное сочетание физических и механических свойств позволяет изготавливать из него разнообразные изделия и применять их в самых различных отраслях народного хозяйства.
Анализ литературных источников указывает на возможность получения энергоэффективных строительных материалов с заранее заданными свойствами из алюмосиликатных микросфер. Микросферы самопроизвольно образуются в процессе сжигания угля на ТЭЦ и являются разновидностью ячеистых силикат - натриевых материалов. Однако высокая степень изменчивости физических и химических свойств получающихся микросфер, а также недостаточное их количество, не позволяет организовывать их промышленную переработку в

ния пористых заполнителей из обводненных щелочных силикатов позволяет определиться с направлением дальнейших исследований.
1.5. Кремнистые породы как источник опалового кремнезема для получения щелочных силикатов
Кремнистые породы - осадочные горные породы органогенного происхождения, относящиеся к числу распространенных осадочных образований платформенных и складчатых областей мезо-кайнозойских отложений. В составе кремнистых пород преобладают опал, кристобалит и их промежуточные разности. По петрографическим особенностям они делятся на две группы. Первая группа -диатомиты, спонголиты, радиоляриты и силикофлагеллиты, вторая - опоки и трепелы. Промышленную значимость среди кремнистых пород представляют диатомиты, опоки и трепелы, реже - спонголиты.
Наиболее распространенными представителями кремнистых пород являются диатомиты, опоки и трепела. Они относятся к числу полезных ископаемых, характеризующихся широким комплексом полезных свойств: тонкопористой структурой, малой плотностью, высоким содержанием аморфного, активного кремнезема. Совокупность указанных факторов позволяет использовать их в самых разнообразных отраслях промышленности.
Каждая группа кремнистых пород характеризуется определенным химикоминералогическим составом и, соответственно, физико-химическими свойствами, позволяющими оценивать их народнохозяйственную ценность [80,81].
Диатомиты - это легкие тонкопористые кремнистые породы, сложенные в основной своей массе мельчайшими (0,01-0,04 мм) обломками и целыми створками диатомовых водорослей. Состоят панцири диатомей из ренгеноаморфного опала. Наряду с аморфным кремнеземом в диатомитах в качестве постоянного компонента присутствует глинистый материал, представленный в основном монтмориллонитом и гидрослюдами. Их содержание обычно колеблется в пределах 15-30 %. В различном количестве (3-5 %) в диатомитах присутствует песчано-