Формирование ячеистой структуры и технология пеноматериалов из цеолитсодержащего сырья

• Автор: Казанцева, Лидия Константиновна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 262 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава 1. Состояние вопроса о высокотемпературном порообразовании алюмосиликатного сырья и постановка задач исследования

1.1. Пористые материалы из природного сырья и технического стекла.

1.1.1. Гранулированные искусственные пористые заполнители ячеистого строения

1.1.2. Крупноблочный пористый материал ячеистого строения

1.2. Общие закономерности формирования силикатных расплавов ячеистой структуры

1.3. Газообразование при высокотемпературном порообразовании алюмосиликатных систем.

1.3.1. Газообразование при получении керамзита.

1.3.2. Газообразование при получении вспученного перлита.

1.3.3. Газообразование при вспучивании вермикулита

1.3.4. Газообразование при получении пеностекла
1.4. Анализ проблемы вспучивания цеолитизированных пород и постановка задач исследования.
Глава 2. Характеристика цеолитов. Сырьевая база для производства пеноматериалов.
2.1. Особенности структуры и состав цеолитов.
2.2. Основные физикохимические свойства цеолитов
2.3. Методы диагностики и количественного определения цеолитов
2.4. Сырьевая база цеолитизированного сырья для производства пеноматериалов и характеристика природных цеолитов
2.4.1. Сырьевая база цеолитизированного сырья для производства пеноматериалов.
2.4.2. Характеристика цеолитизированных туфов по данным инфракрасной спектроскопии, термических, электронномикроскопических, рентгенофазовых, флюоресцентнорентгенографических исследований
Глава 3. Исследование процесса вспучивания природных цеолитов.
3.1. Вспучивание крупнокристаллических мономинеральных цеолитов.
3.2. Вспучивание высокоцеолитизированных клиноптилолитовых и гейландитовых туфов
3.3. Роль структурных ОНгрупп при вспучивании глин и природных цеолитов.
3.4. Высокотемпературные физикохимические изменения в цеолитизированных туфах.
3.4.1. Интенсивность вспучивания цеолитизированных туфов.
3.4.2. Гидроксильное состояние алюмосиликатной поверхности после обжига цеолитизированных туфов при С
3.4.3. Термоактивированные фазовые изменения в цеолитизированных туфах .
3.5. Механизм вспучивания природных цеолитов.
3.6. Устойчивость расплавов ячеистой структуры из цеолитизированного сырья.
Глава 4. Основы технологии изготовления пеноматериалов из цеолитизированных туфов
4.1. Интенсивность вспучивания составов из туфов СНГ и Дальнего Зарубежья с газообразователем.
4.1.1. Влияние степени измельчения цеолитизированных пород на интенсивность вспучивания составов
4.1.2. Интенсивность вспучивания туфов СНГ и Дальнего Зарубежья с карбидом кремния.
4.2. Интенсивность вспучивания цеолитизированных туфов с технологическими добавками.
4.2.1. Интенсивность вспучивания Шивыртуйского туфа с материалами, содержащими карбид кремния
4.2.2. Интенсивность вспучивания Шивыртуйского туфа с железосодержащими материалами
4.2.3. Интенсивность вспучивания Шивыртуйского туфа с плавнями.
4.2.4. Интенсивность вспучивания Шивыртуйского туфа с участием боя стекла и щелочных добавок
4.2.5. Интенсивность вспучивания Середочного туфа с технологическими добавками
4.3. Основные критерии, определяющие пригодность цеолитизированных пород для изготовления пеноматериалов
4.4. Особенности технологии и свойства пеноматериалов, изготовленных из цеолитизированных туфов Сибирфом .
Глава 5. Технология изготовления и свойства пористого заполнителя из цеолитизированных туфов гранулированный Сибирфом.
5.1. Сухой способ изготовления пористого заполнителя
5.2. Пластический способ изготовления пористого заполнителя
5.3. Физикомеханические свойства гранулированного Сибирфома, изготовленного в лабораторных условиях и при укрупненных лабораторных испытаниях в модельной вращающейся печи.
5.4. Физикомеханические свойства гранулированного Сибирфома, изготовленного при опытнопромышленных испытаниях из туфа Середочного месторождения
Глава 6. Технологии изготовления блочного Сибирфома с однороднопористой и брекчиевидной ячеистыми структурами
6.1. Способы изготовления блочного Сибирфома.
6.1.1. Порошковый способ изготовления Сибирфома
6.1.2. Изготовление Сибирфома методом гравийпудра.
6.1.3. Изготовление Сибирфома бесформовым способом
6.2. Физикомеханические свойства блочного Сибирфома
6.2.1. Физикомеханические свойства блочного Сибирфома с однороднопористой макроструктурой.
6.2.2.Физикомеханические свойства Сибирфома с брекчиевидной текстурой
Общие выводы.
Литература


Изоляционномонтажное пеностекло применяется для изоляции тепловых установок, трубопроводов, емкостей, холодильников. Оно может эксплуатироваться в интервале температур от 0 до 0С, выпускается в виде плит, блоков, скорлуп и сегментов различных размеров. Согласно разработанным И. И. Китайгородским и Т. Н. Кешишяном теоретическим основам высокотемпературного ценообразования, формирование однородной ячеистой структуры при вспенивании силикатных материалов обусловлено взаимодействием двух основных факторов пиропластического состояния материала с оптимальной вязкостью и выделения газов, которые вызывают вспенивание такого материала. Только при совпадении во времени этих двух процессов может образоваться расплав ячеистого строения. Позже С. П. Каменецкий дополнил общую теорию вспучивания за счет газовыделения в массе размягченного материала требованием постоянства реологических свойств расплава в течение всего времени порообразования. По существующим представлениям о механизме формирования силикатных пен , , 1 максимум замкнутых ячеек образуется при вспенивании гомогенных расплавов с оптимальной вязкостью, в которых обеспечивается, с одной стороны, плавное и беспрепятственное пенообразование, с другой высокая устойчивость сформированной пены за счет структурномеханического фактора. Вторым обязательным условием, определяющим формирование однородной ячеистой структуры, является обеспечение изотермии в порошковой смеси и ее спеках в области температуры формирования пеностекла. Способность алюмосил и катного расплава образовывать и сохранять пористую макроструктуру определяется реологическими свойствами исходного состава, т. Деформируемость и текучесть силикатных расплавов может быть охарактеризована их вязкостью, т. Чем меньше вязкость, тем больше их деформативная способность или текучесть и наоборот. Вязкость силикатного расплава задается определенными физикохимическими свойствами исходного материала 4, 6, 8, 1, 2. Основополагающее влияние вязкости расплава на образование силикатной пены видно из математического описания процесса вспенивания Я. Кьсп коэффициент вспенивания равный г2г, гх и гг радиусы пузырьков до и после вспучивания т время роста пузырьков от , до г2 р вязкость расплава. Очевидно, что в процессе роста пузырьков пены вязкость расплава оказывает решающее влияние на его способность к вспениванию, так как г входит в показатель экспоненты. Из этого уравнения видно также то, что этот процесс протекает в узком интервале вязкости. При большом давлении газа в закрытых порах и малых значениях вязкости и поверхностного натяжения может произойти разрыв стенок между порами и газы выйдут наружу. В высоковязких жидкостях типа силикатных расплавов основным механизмом разрушения пористой структуры является истечение газа сквозь стенки пор за счет диффузии и их объединение в более крупные, которые, в свою очередь, объединяются между собой. Чем выше вязкость, тем меньше вероятность диффузионного объединения пузырьков. С другой стороны, при повышении вязкости разделительные пленки теряют эластичность и возникающие элементарные поры не развиваются. В зависимости от вязкости условно различают три состояния вещества жидкотекучее г вязкое г. Пас. В работе С. П. Онацкого 0 указаны пределы колебания вязкости легкоплавких глин при вспучивании, составляющие Па с. На вязкость расплава значительное влияние оказывает газовая атмосфера. Вязкость снижается в восстановительной атмосфере и в атмосфере паров воды. Основное условие, обеспечивающее формирование в расплаве ячеистой структуры, совмещение во времени пиропластического состояния состава с оптимальной вязкостью и интенсивного, равномерного по объему обжигаемого материала газовыделения хорошо иллюстрирует диаграмма газовыделения в глинах и их размягчения рис. Только глина 2 обладает оптимальными условиями для вспучивания в ней максимум интенсивности газовыделения совпадает с температурным интервалом Лг оптимальным для вспучивания глинистого состава. Этот вывод справедлив и для любых других силикатных систем.