Управление процессами термической поризации жидкостекольных композиций при получении теплоизоляционных материалов

• Автор: Кутугин, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1 Современное состояние и перспективы развития технологии

неопганических теплоизоляционных матепиалов

1.1 Анализ состояния и тенденций развития отрасли неорганических

теплоизоляционных материалов

1.2 Перспективы применения жидкостекольных композиций для

получения теплоизоляционных материалов

1.3 Общая характеристика силикатной системы состава Ыа08Ю2

1.4 Жидкое стекло, как промышленный продукт

1.4.1 Сырье для получения жидких стекол и способы их получения

1.4.2 Физические свойства жидкого стекла
1.4.3 Химические свойства растворов силикатов щелочных металлов
1.5 Структура жидкого стекла и щелочных гидрогелей
1.6 Физикохимические процессы при формировании пористой
стпуктупы силикатных матепиалов
1.7 Постановка цели и задач исследований
2 Характеристика сырьевых материалов. Методы и методики
исследования
2.1 Характеристика сырьевых материалов
2.1.1 Жидкое стекло
2.1.1.1 Диатомит
2.1.1.2 Микрокремнезем
2.1.2 Технологические добавки
2.1.2.1 Минеральные добавки
2.1.2.2 Соли щелочных металлов
2.1.2.3 Соли щелочноземельных металлов
2.1.2.4 Алюмосодержащие соли
2.2 Методы и методики исследования
2.2.1 Химический анализ
2.2.2 Кинетические методы исследований
2.2.3 Рентгенофазовый анализ
2.2.4 Термофизические методы анализа
2.2.5 Электпонная и оптическая микроскопия
2.2.6 Инфракрасная спектроскопия
2.2.7 Методы исследования физикомеханических свойств
2.3 Структурнометодологическая схема работы
3 Физикохимические процессы при формировании пористой
структуры теплоизоляционных материалов из жидкого стекла
3.1 Исследование свойств жидкого стекла и процессов, протекающих
при его термической обработке
3.1.1 Физикохимические свойства жидкого стекла
3.1.2 Исследование процессов протекающих при термической обработке
жидкого стекла
3.2 Физикохимические особенности поризации жидкого стекла
3.2.1 Особенности холодной поризации.
3.2.2 Особенности термической поризации
3.3 Исследование влияния технологических параметров жидкостной
грануляции на структурообразование и свойства теплоизоляционных материалов
3.4 Выводы по главе
4 Процессы формирования структуры теплоизоляционных материалов
на основе жидкостекольных композиций и технологии их изготовления
4.1 Физикохимические свойства добавок и особенности их
взаимодействия с жидким стеклом.
4.1.1 Исследование процессов протекающих при термической обработке
сырьевых материалов.
4.1.2 Исследование взаимодействия добавок с жидким стеклом при
нормальных условиях.
4.1.3 Исследование взаимодействия добавок с жидким стеклом при
повышенных температурах.
4.2 Разработка составов и технологии получения теплоизоляционных
материалов и изделий..
4.2.1 Влияние технологических добавок на фазообразование,
структурообразование и свойства теплоизоляционных силикатных материалов
4.2.1.1 Минеральные добавки, соли щелочных металлов, комбинированные добавки
4.2.1.2 Соли щелочноземельных металлов и комплексные составы.
4.3 Исследование физикохимических и эксплуатационных свойств
термопеносиликатных материалов.
4.4 Технология термопеносиликатов.
4.4.1 Технологическая схема и технология получения
термопеносиликатных материалов с применением жидкостной грануляции
4.4.2 Технологическая схема и технология получения
термопсносиликатных материалов с применением механической грануляции .
4.5 Практические рекомендации к применению термопеносиликатных
материалов на основе жидкостекольных композиций
4.6 Общие выводы
Список литературы


Кроме того, многие подобные изделия пожароопасны и выделяют вредные вещества при эксплуатации. Все эти факторы значительно ограничивают сферу применения изделий, содержащих в своем составе органические полимеры, и усложняют проектно-технические решения. В ряде стран ЕС и ближнего зарубежья применение вспененных органических материалов при строительстве запрещено законодательно. На настоящий момент номенклатура минераловатных изделий широко представлена на рынке теплоизоляционных материалов, и они лишены основного недостатка предыдущей группы - их относят к классу негорючих. Плиты повышенной жесткости выполняются на синтетическом связующем, что приводит снижению эксплуатационных характеристик. Кроме того, все изделия на основе минеральных волокон, без применения специальных мер обладают высоким объемным водопоглощеиием. Еще один активно развивающийся сегмент рынка строительной теплоизоляции - автоклавные и не автоклавные пено- и газобетоны. Данные материалы обладают рядом преимуществ, но не пригодны для изоляции поверхностей с температурой выше 0-0°С, обладают более высокой теплопроводностью, по сравнению с минераловатными изделиями и значительным объемным водопоглощеиием, и зачастую для их производства используется дефицитный и дорогостоящий цемент. Пеностекло находится на первых позициях среди теплоизоляционных материалов. Оно абсолютно биостойко, имеет минимальное водопоглощение, обладает высокими прочностными характеристиками, не горит и экологически безопасно. Однако полная воздухонепроницаемость стекла осложняет его использование в стеновых конструкциях, где происходит миграция влаги изнутри стены к изолированной поверхности. Данный факт может неблагоприятно сказываться на микроклимате жилых помещений. Кроме того, производство блочного пеностекла в России нет, а пеностекольный гравий выпускается в очень не значительном объеме. Проведенный анализ показывает, что на современном рынке теплоизоляционных материалов существует огромная потребность в качественной изоляции блочного типа, имеющей жесткую структуру, определенные размеры и форму. Жидкое стекло, являющееся типичной нанодисперсной системой, благодаря особенностям своего строения, состава и высокой дисперсности молекулярных образований твердой фазы, обладает рядом уникальных свойств. Сфера применения жидкого стекла весьма широка, его используют в химической, строительной, нефтяной, лакокрасочной, текстильной и многих других отраслях. Для получения теплоизоляционных материалов в основном используют не чистое жидкое стекло, а жидкостеклоных композиции (ЖСК) - смеси жидкого стекла с целевыми добавками, наполнителями и пр. Данный класс материалов представляет собой поризованные пено и газобетоны на основе щелочных и шлако-щелочных вяжущих. Жидкое стекло обладает уникальной способностью образовывать при нагреве до температур 0~0°С твердую неорганическую пену с плотностью от кг/м3. Если процесс получения такой пены осуществлять в замкнутом объеме какого-либо формообразующего пространства, то на основе такой пены можно получать термопеносиликатные (ТПС) теплоизоляционные изделия с заданной формой, размерами и рядом ценных строительно-технических свойств. Несмотря на значимость проведенных за последние лет фундаментальных исследований в области получения теплоизоляционных материалов на основе ЖСК, их производство не вышло за пределы полуэкспериментальных установок. Видимо, такая ситуация связана с ограниченной химической стойкостью, прежде всего водо- и парастойкостью и ценой основного компонента - жидкого стекла. На сегодняшний момент ситуация складывается весьма благоприятным образом в сторону щелочносиликатных материалов /0-7/. Во-первых, разработаны и изучены методы повышения водостойкости изделий. Во-вторых, обострилась проблема применяемых теплоизоляционных материалов, что связано с подорожанием энергоносителей и накоплением отрицательного опыта эксплуатации органических утеплителей. В-третьих, цена основных строительных материалов - цемента и кирпича значительно возросла за сравнительно небольшой период времени.