Технология получения теплоизоляционных материалов на основе использования эффекта вспучивания и поризации обводненного техногенного стекла

• Автор: Баранов, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Принципы и технологии получения поризованного стекла состояние вопроса, постановка проблемы, обоснование задач и содержания исследований

1.1. Поризованное стекло и его применение в строительстве.

1.2. Обзор работ по проблемам получения поризованного стекла.

1.3. Способы получения структуры поризованного стекла

1.4 Варианты использования отходов стекла в строительной отрасли Выводы по главе 1 и рабочие гипотезы

2. Основные положения методики экспериментальных исследований.

2.1. Общие вопросы методики экспериментальных исследований.

2.2 Характеристика применяемых сырьевых материалов и условия изготовления образцов

2.3 Методика оценки состава, структуры и состояния материала

2.4 Методика оценки физикомеханических свойств пористых материалов из обводненного стекла.
3. Обводнение техногенного стекла и теоретические предпосылки его вспучивания при высокотемпературной обработке
3.1 Анализ физикохимических процессов, происходящих при взаимодействии стекла с водой
3.2 Процессы, происходящие при обводнении тонкомолотого стекла в гидротермальных условиях при С.
3.3 Теоретические предпосылки вспучивания обводненного стекла
Выводы по главе 3
4. Исследование и оптимизация рецептурнотехнологических условий получения пористых материалов на основе использования эффекта вспучивания и поризации обводненного стекла.
4.1 Исследование и оптимизация рецептурнотехнологических условий получения поризованного стекла в виде блоков без форм.
4.2 Исследование и оптимизация рецептурнотехнологических условий получения пористых пустотелых гранул из обводненного стекла.
Выводы по главе 4
5. Практическая реализация результатов работы и техникоэкономические показатели
5.1 Практическая реализация результатов работы
5.2 Расчет и оценка техникоэкономической эффективности
Основные выводы по работеИЗ
Список литературы


В качестве нейтральных газообразователей выступают соли (как правило, карбонаты: мел, известняк, отход сахарного производства и другие), которые при нагреве разлагаются с выделением СОг- Резкое газовыделение при их разложении вызывает интенсивный рост давления газа, прорывает стенки отдельных пор, которые сливаются, благодаря чему возникает лабиринтообразная система полостей в стекле. У такого поризованного стекла повышенное водо-поглощение и повышенные звукозащитные характеристики. Окислительно-востановительные газообразователи применяют для получения теплоизоляционного поризованного стекла - материала с преимущественно замкнутыми порами. Такими газообразователями являются углеродистые вещества: кокс, антрацит, сажа, графит, реже карбид кремния. Причина газовы-деления у них - реакция окисления газообразователя газами, растворенными в стекломассе. Прежде всего это кислород, серный ангидрит и углекислый газ. Углерод в тонкозернистых формах весьма склонен к окислению. Поэтому при его использовании необходимо применение плотных форм или вспенивание в печи с явно не окислительной атмосферой. В противном случае газооб-разователь выгорит раньше, чем спечется стекло, в результате чего, или вообще не произойдет вспучивания, или получится поризованное стекло низкого качества, и как правило, с большим водопоглощением. Как только стекло спечется, оно обволакивает отдельные частички углерода, препятствуя его преждевременному окислению. Поддерживать неокислительную или даже восстановительную атмосферу, особенно в туннельных печах, весьма трудно. При применении газообразователей большой удельной поверхности приходится работать при относительно высоких начальных техмпературах в печи для вспучивания (0. С), с тем, чтобы пенообразующая смесь спеклась как можно быстрее, а газообразователь за это время не успел выгореть. Американские исследователи предлагают получать поризованное стекло белого цвета из смеси измельченного стекла (не содержащего ЭОг) и 1,2 % конденсационного продукта мочевины вспучиванием при 0 °С в течение мин. Поризованное стекло по данному способу хотя и имеет низкую плотность (0 кг/м3), однако, сообщающийся характер пор не позволяет использовать данный материал как теплоизоляционный. В другом американском патенте (№ 0) рассматривается производство гранул из поризованного стекла, снабженных на поверхности прочной остеклованной коркой. Это достигается частичным выжиганием углерода из поверхностных слоев гранул раньше, чем наступит процесс вспенивания, в то время как внутри гранулы образуется нормальное поризованное стекло с небольшой плотностью. Была предложена также технология изготовления поризованного стекла без форм. Для этого из пенообразующей смеси обычного состава, увлажненной разбавленным раствором жидкого стекла, прессуются плиты, обладающие после сушки достаточной прочностью, необходимой при транспортировании. Сущность заложенной идеи является объектом исследования и до настоящего времени. В г во Франции рассматривался способ получения поризованного стекла с использованием в качестве газообразователя окислов металлов (двуокись марганца или окись кобальта). При нагревании эти соединения превращаются в окиси с более низкой степенью окисления, а выделяющийся свободный кислород по мере его накопления в стекле выполняет функции газообразователя. Однако для обеспечения нормального вспучивания они должны вводиться в больших количествах, что активизирует поверхностную кристаллизацию стекла. В ряде работ рассматривается снижение себестоимости поризованного стекла за счет применения недефицитного сырья - вулканических стекол, природных щелочных алюмосиликатов, полевых шпатов, глин, отходов стекла, щелочесодержащих отходов производства и др. В.Н. Образцов, В. В. Хрулев и др. Газообразователем являются коксовые остатки несгоревшего угля, содержащиеся в остеклованных золах ТЭС в количестве 0,5. Шихту высушивают и измельчают, засыпают в формы и вспучивают при . С. Однако высокие температуры вспучивания и непостоянство химического состава зол ТЭС не позволили широкомасштабно применить данную технологи на практике.