Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНІ ФІЛЬТРУВАЛЬНІ І КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ НЕПЕРЕРВНИХ ВОЛОКОН З БАЗАЛЬТОВИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Спеціальність 05.23.05 - Будівельні матеріали і вироби

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Цибуля Юрій Львович

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державному Науково-дослідному інституті в'яжучих речовин і матеріалів ім. В.Д. Глуховського при Київському національному університеті будівництва і архітектури.

Науковий керівник - кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Мохорт Микола Аркадійович,

Державний Науково-дослідний інститут в'яжучих речовин і матеріалів ім. В.Д. Глуховського при Київському національному університеті будівництва і архітектури, старший науковий співробітник

Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор Філатов Лев Григорович,

Сумський національний аграрний університет, професор кафедри архітектури і будівництва - кандидат технічних наук Гірченко Анатолій Георгійович,

Інститут хімії поверхні Національної АН України, заступник директора з виробництва, завідувач Конструкторсько-технологічного бюро

Провідна установа - Державна академія будівництва й архітектури, м. Одеса

Захист відбудеться 18.06.2003 р. о 13 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.05 "Підвалини та фундаменти. Будівельні матеріали та вироби" Київського національного університету будівництва й архітектури за адресою: 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31, ауд 466.

З дисертацією можна ознайомиться в бібліотеці Київського національного університету будівництва й архітектури за адресою: 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31.

Автореферат розісланий 14.05.2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, канд. техн. наук Г.Р. Блажис

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми: Сучасний рівень розвитку промислового виробництва композиційних і фільтрувальних матеріалів на основі неперервних волокон висуває усе більш жорсткі вимоги до екологічної безпеки технологічних процесів виробництва волокон і матеріалів на їх основі, підвищення надійності і довговічності виробів, а також підвищення їх хімічної стабільності, що забезпечує зниження факторів негативного техногенного впливу на природу і людину.

Пошук надійних альтернативних, менш екологічно небезпечних технологій і матеріалів стимулював значний інтерес до виробів з неперервних волокон на основі базальтових гірських порід, що спостерігається в останнє десятиліття. Базальт, як природний мінерал, не виділяє при плавленні шкідливих компонентів і легко утилізується, а унікальна комбінація високої температурної стабільності, хімічної стійкості і механічної міцності робить базальтові волокна потенційними конкурентами не тільки для скляних, але і для високомодульних і високотемпературних хімічних волокон при виробництві матеріалів різного функціонального призначення на їх основі.

Таким чином, розробка високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід є актуальною.

Крім поліпшення якості фільтрації і зниження експлуатаційних витрат на очищення гарячих хімічно активних газів, застосування фільтрувальних матеріалів на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід дозволяє забезпечити вторинний екологічний ефект у порівнянні з виробами, що застосовуються для аналогічних цілей у даний час.

Так, заміна широко застосовуваних, наприклад, у цементній промисловості мембранних фільтрів на основі скляних волокон на комбіновані тканини з базальтових волокон дозволяє знизити ризик забруднення навколишнього середовища высокотоксичними металами і їх оксидами, що входять до складу шихти для виробництва як звичайних боросилікатних стекол, так і спеціальних стекол з високою температурною і хімічною стійкістю.

Також визначено, що використання базальтових тканин у якості армуючого елементу для лужного алюмосилікатного звязуючого дозволяє створити широку гаму високотемпературних композиційних матеріалів і захисних покриттів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до НДР Міністерства освіти і науки України "Розробити наукові основи енергозберігаючих і екологічно чистих технологій виготовлення синтетичних мінеральних полімерів для склеювання матеріалів будівельного і спеціального призначення", № 1 ГБ - 97, що проводилася в 1997-1999 р.

Мета і задачі дослідження. Метою цієї роботи є розробка високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів і покриттів на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід.

Задачі досліджень:

дослідити взаємозв'язок конструкційних характеристик устаткування і технологічних параметрів для одержання волокон з базальтових гірських порід з високими фізико-хімічними і механічними властивостями;

дослідити фізико-хімічні закономірності впливу киплячих розчинів неорганічних кислот і лугів на властивості базальтових ниток і джгутів;

вивчити термомеханічні властивості матеріалів на основі волокон з базальтових гірських порід;

розробити базові характеристики для розрахунку параметрів структури базальтових тканин і дослідити їх взаємозв'язок з основними експлуатаційними властивостями;

базальтова гірська порода матеріал

дослідити вплив структури і властивостей базальтових тканин на фізико-механічні характеристики неорганічного композиту з геоцементною матрицею;

розробити технологію виробництва комбінованих фільтрувальних матеріалів з базальтових тканин і високотемпературних органічних волокон для очищення агресивних гарячих газів;

розробити технологію виробництва високотемпературних композиційних матеріалів і покриттів на основі базальтових тканин і неорганічних звязуючих;

вивчити основні фізико-хімічні і спеціальні властивості розроблених матеріалів і їх зміну в часі;

здійснити дослідно-промислове впровадження результатів досліджень і розроблених матеріалів, а також визначити техніко-економічну ефективність їх застосування.

Об'єктом досліджень є процес виробництва неперервних волокон з базальтових гірських порід, а також високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів і покриттів на їх основі.

Предметом досліджень є неперервні волокна з базальтових гірських порід і вироби на їх основі.

Методи досліджень. Експериментальні дослідження виконані за допомогою сучасних методів фізико-хімічного аналізу: рентгенівського мікроаналізу, хімічного елементного аналізу, оптичної і електронної мікроскопії, гравіметричного аналізу. Вивчення фізико-механічних властивостей (лінійної густини джгутів і ниток, діаметрів елементарних волокон, згиностійкості тканин) і термомеханічних характеристик (залишкова міцність) проведено за традиційними методиками відповідно до діючих нормативних документів. Оптимізація параметрів процесу виробництва неперервних волокон з базальтових гірських порід проведена з використанням математичних методів планування експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів:

- встановлено оптимальні значення основних параметрів виробництва неперервних волокон з базальтових гірських порід (оптимальне положення зони відбору розплаву з фідера, інтервал відношення площі ванної печі до площі фідера, рівний 0,6-1,3, сила тока через струмінний живильник 6,5-7 А, сила тока через фільєрний живильник 36-40 А), які забезпечують одержання ниток, придатних для виробництва фільтрувальних і композиційних матеріалів із заданими властивостями;

- встановлено закономірності впливу умов формування неперервних волокон з базальтових гірських порід на їх стійкість до дії кислот. Показано, що температура полум'яного простору над розплавом базальту у фідері впливає на кислотостійкість волокон і повинна знаходитися в інтервалі температур 1340…1380⁰С;

- запропоновано механізм травлення неперервних волокон з базальтових гірських порід у киплячих розчинах неорганічних кислот, що відрізняється від відомого для силікатних стекол початковим етапом, на якому крім утворення пасивуючої кремнеземної плівки відбувається проникнення агресивного середовища в мікроскопічні і субмікроскопічні дефекти (пори і тріщини) на поверхні волокна і їх розтравлювання;

- встановлено закономірності впливу аніонного складу киплячих розчинів неорганічних лугів, а також їх концентрації на механізм травлення базальтових волокон і визначена можливість керування лугостійкістю волокон за рахунок зміни хімічного складу сировини і адитивного впливу аніонів лужного компонента;

- хімічними і фізико-хімічними методами аналізу встановлено фазовий і структурний склад волокна, що обумовлює високі міцністні і спеціальні властивості ниток з базальтових гірських порід за рахунок формування склокристалічної структури, кристалічна фаза якої представлена анортитом Ca [Al₂Si₂O₈];

- вивчено поводження ниток і джгутів з мінеральних волокон при підвищених температурах і встановлено, що їх термічна стійкість визначається складом покриття (замаслювача) і показано, що використання кремнійорганічних сполук, як компонентів замаслювача, дозволяє підвищити температуру експлуатації до значень 300 ….350 ⁰С;

- визначено емпіричний коефіцієнт для розрахунку й оптимізації структури базальтових тканин за критеріями міцності і довговічності.

Практичне значення одержаних результатів:

- розроблено високотемпературні комбіновані фільтрувальні матеріали на основі базальтової тканини, що дозволяють очищати агресивні гази при температурах до 300 …350 ⁰С;

- розроблено високотемпературні композиційні матеріали на основі базальтової тканини і лужного алюмосилікатного зв'язуючого з межею міцності при вигині до 102 МПа і температурним інтервалом експлуатації 300 … 500 ⁰С.

- розроблено захисне покриття на основі базальтової тканини і лужного алюмосилікатного зв'язуючого, яке характеризується міцністю при вигині не менше 6 МПа, коефіцієнтом водостійкості - 1,0 і високою адгезією до напівжорсткої базальтової плити (розрив по матеріалу плити становить не менше 95 %).

- розроблено технічні умови на базальтові джгути (ТУ У 002922729.001-96) і тканини (ТУ У 002922729.001-96).

Результати досліджень і розроблених матеріалів впроваджені шляхом випуску промислових партій кручених базальтових ниток із середньовязкого базальту на ЗАТ "Біличський завод "Теплозвукоізоляція" і промислових партій базальтових тканин на ТОВ ІКФ "БЕІМ". У промислових умовах компанії ALBARRIE CANADA LIMITED освоєно виробництво комбінованих фільтрувальних матеріалів на основі базальтової тканини і високотемпературних органічних волокон. Економічний ефект від впровадження результатів досліджень склав 249798,8 грн.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів і впровадженні розроблених процесів і матеріалів у виробництво. Особистий внесок здобувача в наукові роботи:

1. Медведев А.А., Цыбуля Ю.Л., Смирнов Л.Н., Семенов О.Н. Производственный комплекс по выпуску базальтовых непрерывных волокон и изделий из них объемом 300 т в год // Базальтоволокнистые материалы. М.: Информконверсия. - 2001. - С.79-83.

Визначено конструкційні особливості установок для виробництва неперервних волокон з базальтових гірських порід.

2. Медведев А.А., Цыбуля Ю.Л., Бендик Н.И., Кузив П. Композиционные материалы на основе базальтовых и химических волокон. Состояние и перспективы // Тез. докл. международной конф. "Химволокна-2000". - Тверь: ОАО "Тверьхимволокно", Российская Инженерная академия. - 2000. - С.535-539.

Визначено принципи формування комбінованих фільтрувальних тканин.

3. Медведев А.А., Цыбуля Ю.Л., Смирнов Л.Н., Кузив П., Семенов О.Н. Фильтровальные ткани на основе гибридных базальтовых материалов // Конверсия в машиностроении. - 2000. - №4. - С.75-77.

Досліджено властивості комбінованих фільтрувальних матеріалів на основі базальтових фільтрувальних тканин.

4. Цибуля Ю.Л., Лисаковський О.М., Васильченко В.М. До визначення розрахункового дiаметра та заповнення тканини з базальтових волокон. // - К.: Вiсник ДАЛПУ. - 2000. - №2. - С.169-173.

Досліджено властивості текстильних ниток з базальтових гірських порід.

5. Tsibulja I., Rice G., Kuziw P. Volcanic Rock Fabric Filter Bags // The Guide-book on FSU`s cement and concrete industry-2000/01. - K.: Leocement. - 2001. - Р.221-223.

Досліджено властивості комбінованих фільтрувальних матеріалів на основі базальтової тканини для фільтрації газів при виробництві цементу сухим способом.

6. Цыбуля Ю.Л., Медведев А.А., Смирнов Л.Н., Кузив П., Семенов О.Н. Фильтровальные ткани на основе гибридных базальтовых материалов // Базальто-волокнистые материалы. - М.: Информконверсия. - 2001. - С.236-241.

Досліджено властивості базальтових комбінованих фільтрувальних тканин у порівнянні з нетканими фільтрувальними матеріалами із синтетичних волокон.

7. Медведев А.А., Мохорт В.А., Мохорт Н.А., Смирнов Л.Н., Цыбуля Ю.Л. Особенности травления базальтовых непрерывных волокон в концентрированных кипящих растворах NaOH // Базальтоволокнистые материалы. - М.: Информконверсия. - 2001. - С.278-283.

Досліджено особливості травлення неперервних волокон з базальтових гірських порід у киплячих розчинах гідрооксиду натрію, а впливу аніона лужного компонента на процес травлення.

8. Мохорт М.А., Медведєв О.О., Цибуля Ю.Л. Сучасна будівельна теплоізоляція на основі плит ПЖТЗ // Будiвництво України. - 1998. - №4. - С.29-30.

Досліджено можливість застосування алюмосилікатного звязуючого для виготовлення теплоізоляційного матеріалу на основі базальтових плит ПЖТЗ.

9. Мохорт М.А., Вознюк Г.В., Цибуля Ю.Л. Використання мінеральної клейової композиції на основі лужного алюмосилікатного звязуючого для виготовлення волокнистої ізоляції високотемпературного промислового обладнання // Будівництво України. - 2001. - № 3. - С.29 - 30.

Показано можливість застосування шаруватих структур на основі базальтових плит ПЖТЗ, з'єднаних лужним алюмосилікатним звязуючим, для теплоізоляції котлів.

10. Мохорт М.А., Цибуля Ю.Л. Температуростійкі волокнисті композити на основі геоцементів та тканин з базальтових гірських порід // Будівництво України. - 2002. - №6. - С.29-30.

Досліджено властивості волокнистих композиційних матеріалів на основі геоцементів і базальтових тканин.

11. Цыбуля Ю.Л., Медведев А.А., Смирнов Л.Н. Оптимизация условий формования базальтовых волокон в ванных печах // Труды 2-й Междунар. науч.-практ. конф. "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии". - М.: МИСиС. - 2002. - С.336-338.

Досліджено вплив умов нагрівання розплаву в зоні вироблення і формування неперервних волокон з базальтових гірських порід на механічну міцність комплексних ниток.

12. Спосіб виготовлення безперервних мінеральних волокон: Пат. 3 Украина, МПК 6 С 03 В 37/00/Медведев А.А., Кравченко А.В., Соколинский М.А., Цыбуля Ю.Л., Ежов А.А., Смирнов Л.Н. - № 92310003; Заявл. 31.05.91; Опубл. 30.04.93, Бюл. №1. - 3 с.

Досліджено вплив положення зони відбору розплаву у фідері установки для виробництва волокон з базальтових гірських порід на обривність комплексних ниток.

13. Способ изготовления непрерывных минеральных волокон: Пат.1823958 СССР, МПК 6 С 03 В 37/00/Медведев А.А., Кравченко А.В., Соколинский М.А., Цыбуля Ю.Л., Ежов А.А., Смирнов Л.Н. (СССР). - № 4938047/33; Заявл.31.05.91. Зарегистрирован 22.02.93, Опубл.26.04.02. Бюл. №12. - 8 с.

Досліджено вплив положення зони відбору розплаву у фідері установки для виробництва волокон з базальтових гірських порід на обривність комплексних ниток.

14. Медведев А.А. Соколинская М.А., Цыбуля Ю.Л. Базальтокомпозиты: история и перспективы // Материалы Междунар. конф. "Композиционные материалы в промышленности" ("СЛАВПОЛИКОМ-98"). - Ч.2. - К.: Общество "Знание" Украины. - 1998. - С.133 - 137.

Досліджено властивості базальтових ниток і тканин, а також композиційних матеріалів на їх основі.

15. Печь для варки стекла: Пат. 2033977 Россия, МПК 6 С 03 В 5/00/Кравченко А.В., Медведев А.А., Соколинский М.А., Золотарев А.И., Цыбуля Ю.Л., Смирнов Л.Н. - № 5058021/33; Заявл.07.08.92; Опубл.30.04.95, Бюл. №12. - 4 с.

Досліджено вплив відношення площі ванної печі до площі фідера установки для виробництва волокон з базальтових гірських порід на витрату природного газу.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи повідомлені і обговорені на VIII конференції країн СНД "Проблеми екології й експлуатації об'єктів енергетики" (Україна, Одеса, вересень 1998 р.); на міжнародній конференції по хімічним волокнам "Хімволокна - 2000" (Росія, Твер, травень 2000 р.), на міжнародній конференції "Цемент і бетон - 2001" (Україна, Київ, січень 2001 р.), на 2-й міжнародній науково-практичній конференції "Автоматизовані пічні агрегати й енергозберігаючі технології в металургії" (Росія, Москва, МИСиС, грудень 2002 р.), а також (у період з 2000 по 2002 рік) на науково-технічних Радах ЗАТ "Біличський завод "Теплозвукоізоляція" і ТОВ ІКФ "БЕІМ".

Публікації: за темою дисертації опубліковано 15 друкованих праць, у тому числі 3 публікації - у наукових фахових виданнях, 6 - у збірниках і журналах, 3 - у матеріалах і тезах доповідей вітчизняних і міжнародних конференцій і семінарів, 3 - заявки і патенти на винаходи.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація викладена на 114 сторінках основної частини, що складається з вступу, шести розділів і висновків. Повний обсяг дисертації складає 208 стор. машинописного тексту, містить 42 рисунки, 21 таблицю, список використаних джерел з 164 найменувань, а також 15 додатків.

Зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету досліджень, наукову новизну, практичну значимість та основні задачі, що розвязані в роботі.

У першому розділі наведено огляд стану наукової розробки теми і визначені теоретичні передумови досліджень.

Аналіз відомих властивостей основних типів волокон, застосовуваних при виробництві високотемпературних фільтрувальних матеріалів, показав обмеженість їх застосування для температур більших за 250 ⁰С, а також перспективність використання комбінованих матеріалів на основі голкопробивного полотна з високотемпературних синтетичних волокон і підкладки з базальтової тканини. Отримані таким способом матеріали мають високі фільтруючі властивості і можуть експлуатуватися при температурах до 300 ⁰С.

Застосовувані в сучасних галузях промисловості волокнисті композиційні матеріали випускаються, як правило, з використанням органічних полімерних звязуючих, таких як поліепоксиди, поліефіри, поліуретани і т.д. Очевидними їх недоліками є низька температуростійкість, пожежонебезпечність, виділення токсичних газоподібних речовин при горінні, а також їх недовговічність і досить висока вартість.

Альтернативою вищевказаним звязуючим можуть служити неорганічні в'яжучі матеріали. У результаті досліджень вчених НДІВМ ім. В.Д. Глуховського були отримані волокнисті високоміцні високотемпературні композити на основі мінеральних волокон і лужних в'яжучих систем. Вони найбільш повно відповідають комплексу сучасних вимог до властивостей матриць для композитів на основі мінеральних волокон, забезпечуючи матеріалу високу температуростійкість (за рахунок своєї неорганічної природи) і міцність (за рахунок полімерної природи матриці і її високої адгезії до волокна), а також низьку корозію волокна (за рахунок зв'язування лугів у водонерозчинні з'єднання).

Аналіз науково-технічної літератури показав, що проблеми стійкості базальтових волокон до впливу кислих і лужних середовищ, а також їх термостійкість досліджені недостатньо. Зокрема, поза увагою дослідників залишилися питання вивчення хімічної стабільності базальтових волокон у розчинах кислот і лугів при концентраціях більш 2н. Також відсутні дані про вплив концентрації розчину і виду аніона лужного компонента на процес травлення базальтового волокна. Питання термічної стабільності міцністних характеристик вивчалися в основному для елементарних волокон, у той же час термостійкість виробів (джгути, нитки, тканини) практично не досліджувалася.

Також встановлено, що технології виробництва базальтових волокон і тканин традиційно розвивалися за аналогією з виробами зі скла. Разом з тим особливості властивостей базальтових волокон у порівнянні зі скловолокном очевидно вимагають створення спеціальних технологій виробництва волокон і виробів, розробки нової методики розрахунку базальтових тканин, а також дослідження впливу структури тканин на їх експлуатаційні характеристики, а також властивості високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів.

Аналіз інформації в області технології виробництва волокон з базальтових гірських порід, взаємозв'язку складу, структури і властивостей базальтових волокон і тканин на їх основі, даних про застосування зазначених матеріалів для очищення агресивних гарячих газів і як волокнистого каркасу неорганічних композиційних матеріалів дозволив висунути гіпотезу про можливість розробки базальтових волокон з поліпшеними механічною міцністю і хімічною стійкістю, різних типів базальтових і комбінованих високотемпературних тканин на їх основі, а також неорганічних композитів і покриттів на тканинній основі шляхом удосконалення технологій виробництва базальтових волокон і виробів, що забезпечують високі експлуатаційні властивості відповідних комбінованих і композиційних матеріалів.

У другому розділі наведено характеристики сировинних матеріалів і методики дослідження.

При проведенні досліджень як сировину використовували дрібняк гірських порід з освоєних родовищ району Дніпровського ГЗК (Комсомольск-на-Дніпрі, Полтавська область, Україна) і Іванова Долина (Ровенська область, Україна), що є характерними представниками вязких і средньовязких базальтових гірських порід, відповідно.

Дослідження базальтових волокон і ниток після різних впливів проводили з застосуванням комплексу фізико-хімічних і аналітичних методів, у тому числі - електронної мікроскопії, рентгенівського мікроаналізу, гравіметричних методів.

Дослідження макроструктури базальтових ниток, джгутів і тканин проводили за допомогою оптичних методів, а їх властивостей - за допомогою стандартних і спеціальних методик відповідно до діючої нормативно-технічної документації.

Оптимізацію технологічних параметрів виробництва базальтових неперервних волокон проводили за допомогою методів експериментально - статистичного моделювання.

У третьому розділі наведено результати досліджень по вивченню закономірностей виробництва неперервних волокон з базальтових гірських порід, а також вплив різних технологічних параметрів на стабільність і економічну ефективність виробництва.

Встановлено, що геометрія печі для виробництва базальтового волокна, що схематично представлена на рис.1, повинна відрізнятися від геометрії печей для виробництва скловолокна. Збільшення співвідношення площі ванної печі до площі фідера до 0,6-1,3 при виробництві волокон з базальту дозволяє не тільки одержати більш стабільний процес виготовлення волокон, але і забезпечує економію природного газу.

Виявлено принципову відмінність технології базальтових волокон від скляних, що дозволило вперше ввести поняття "зона відбору" у технології виробництва базальтових волокон. Встановлено, що підтримка зони добору в межах значень 0,4 - 0,7 щодо величини рівня розплаву у фідері печі, дозволяє в 2 рази знизити питому обривність волокна й одержати комплексні нитки, придатні для промислової текстильної переробки.

Аналітично й експериментально встановлений взаємозв'язок температури полум'яного простору у фідері печі й інтенсивності электротермичного нагрівання оснастки з платино-родиєвих сплавів із властивостями неперервних волокон з базальтових гірських порід. Визначено оптимальний температурний режим роботи фідера, а також інтервали струмів через струмінний і фільєрний живильники, при яких забезпечується питома міцність базальтових ниток більше 35 сН/текс, що дозволяє використовувати їх для виробництва тканин на автоматичних верстатах типу СТБ.



Рис.1 Схема установки для виробництва БНВ

1 - ванна базальтоплавильна піч; 2 - варильна зона з площею S_п; 3 - фідер із площею S_ф; 4 - рівень розплаву; 5 - оптимальна область відбору розплаву; 6 - струмінний живильник; 7 - фильєрний живильник; 8 - струм живильників (I_п); 9 - холодильник (ламель); 10 - елементарні волокна; 11 - вузол нанесення замаслювача; 12 - ниткозбірник; 13 - комплексна нитка (ровінг); 14 - бобіна з ровінгом; 15 - механізм витяжки і намотування.

У четвертому розділі досліджені хімічні і термомеханічні властивості ниток і джгутів на основі неперервних волокон з гірських порід.

Особливості формування неорганічних композиційних матеріалів і експлуатації високотемпературних фільтрувальних матеріалів обумовили необхідність проведення досліджень поводження неперервних базальтових джгутів і кручених ниток у концентрованих розчинах неорганічних кислот і лугів при підвищених температурах (зокрема при температурі кипіння) в залежності від концентрації і складу розчину.

Дослідження механізму травлення базальтових джгутів і ниток у при кипятінні у сірчаній кислоті, а також значна різниця в кислотостійкості виробів із вязких і средньовязких базальтів, яку неможливо пояснити виходячи з особливостей хімічного складу волокна, дозволили зробити висновок про пріоритетний вплив технології виробництва базальтового волокна на його кислотостійкість. У ході експериментів було встановлено, що температура газо-повітряної суміші у фідері істотно впливає на кислотостійкість базальтового волокна, при зміні зазначеної температури від 1280 ⁰С до 1410 ⁰С втрати маси волокна при травленні в киплячому 2н розчині H₂SO₄ протягом півгодини знижуються з 21,3% до 6,8%. Це дозволило направленно керувати кислотостійкістью базальтових волокон шляхом зміни умов їх формування, а також створити джгути і тканини з підвищеною кислотостійкістю, необхідні для виробництва високотемпературних фільтрувальних матеріалів.

Задача розробки високотемпературних композиційних матеріалів на основі лужних алюмосилікатних зв'язуючих визначила необхідність проведення досліджень взаємодії базальтових ниток і джгутів з киплячими концентрованими розчинами лугів.

Результати дослідження впливу концентрації киплячих лужних розчинів на властивості базальтових ниток показали, що волокна з базальту вязкого типу більш стійкі до дії розчину NaOH, ніж волокна зі середньовязкого базальту. Швидкість травлення волокон зі средньовязкого базальту в киплячому розчині NaOH 2н концентрації у середньому на 40% вище, ніж волокон із вязкого базальту. Таким чином, за рахунок зміни складу вихідної сировини можна керувати лугостійкістю базальтових волокон.

Оскільки при виготовленні високотемпературних композитів на основі базальтових волокон можливе застосування лужних вяжучих систем з різним складом аніонів, було досліджено вплив виду аніона лужного компонента на швидкість травлення базальтових ниток.

Встановлено, що аніон СО₃^{2 -} збільшує швидкість травлення базальту в карбонатно-лужному розчині, однак, на відміну від скла, з ростом концентрації розчину цей ефект зменшується і зникає при кипятінні у розчині концентрацією 5н. Аналогічний характер має процес травлення базальтового волокна у фосфатно-лужному розчині. Таким чином, використовуючи карбонатний аніон можна за допомогою концентрації розчину керувати стабільністю базальтових волокон у лужній в'яжучій системі.

В результаті дослідження поверхні базальтових волокон після травлення в NaOH були виявлені новоутворення, що мають різний розмір і форму, як показано на рис.2. Аналіз даних рентгенівського мікроаналізу, також представлених на рис.2, дозволив зробити висновок про те, що новоутворення мають хімічний склад, близький до анортиту Ca [Al₂Si₂O₈], що відноситься до плагіоклазів.

Рис. 2 Новоутворення на поверхні базальтового волокна після травлення в киплячому розчині гідрооксиду натрію а), б) електронні фотографії новоутворень; в) результати рентгенівського мікроаналізу

Можливість виділення новоутворень анортиту з розплаву базальтових гірських порід при формуванні неперервних волокон підтверджується відомими даними з кристалізації базальтових магм, що описують виділення кристалів плагіоклазів у досить широкому інтервалі температур від 1332⁰С до 1174⁰С. Цей інтервал відповідає робочому діапазону температур, при якому проводиться формування неперервних волокон із вязких і середньовязких базальтів.

Дослідження термомеханічних властивостей базальтових джгутів і ниток показали, що замаслювачі на основі кремнійорганічних сполук забезпечують працездатність джгутів і ниток до температури 350⁰С. Значне зниження міцності джгутів і ниток при температурах 400⁰С і більше пов'язано не тільки з порушенням їх інтегрованості, але і з рекристалізаційними процесами, стимульованими зародками анортиту.

П'ятий розділ присвячений розробці високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів на основі тканин з неперервних базальтових волокон.

Для створення спеціальних базальтових тканин були досліджені геометричні характеристики основних базальтових текстильних ниток і визначені базові параметри теоретичного розрахунку тканих структур, що лягли в основу розробки технології виробництва базальтової тканини на верстатах типу СТБ, які не мають аналогів у світі.

З урахуванням того, що при роботі рукавних фільтрів базальтова тканина зазнає значних знакоперемінних навантажень, було проведено дослідження впливу структури тканини і її поверхневого заповнення на стійкість до вигинів. З результатів досліджень встановлено, що кращі показники мають тканини саржевого переплетення 1/3 з поверхневим заповненням близько 70 відносних одиниць, зокрема ТБСр-750.

На основі зазначеної тканини був розроблений фільтрувальний матеріал, що включає голкопробивне полотно з поліімідного волокна Р84® з поверхневою густиною 160 г/м², нанесене на поверхню базальтової тканини, що дозволяє підвищити ефективність фільтрації гарячих агресивних газів, наприклад у цементній промисловості.

Розробку технології виробництва високотемпературних композитів проводили шляхом дослідження впливу тиску, температури і часу пресування на зміну границі міцності при згині шаруватого матеріалу; рекомендовано наступний режим пресування: температура - 130⁰С, тиск - 1 МПа, час - 8 хв/мм товщини виробу. Отримано високотемпературні композиційні матеріали на основі базальтової тканини і лужного алюмосилікатного зв'язуючого марки ЗЛА-10 з границею міцності при вигині до 102 МПа.

Проведено дослідження термомеханічних властивостей розробленого композиту. Встановлено, що міцність практично не змінюється до температури 380⁰С. Зменшення міцності матеріалу в температурному інтервалі від 380⁰С до 500⁰С ймовірно зв'язано з руйнуванням захисної оболонки, якою була покрита базальтова тканина. Подальше більш інтенсивне зменшення міцності композитів зі збільшенням температури до 600⁰С може бути пояснено проходженням рекристалізаційних процесів, стимульованих новоутвореннями анортиту.

Результати дослідження термомеханічних властивостей розробленого композиту наведені на рис.3.

Зменшення міцності матеріалу в температурному інтервалі від 380⁰С до 500⁰С ймовірно

У шостому розділі наведені результати комплексного дослідно-промислового випробування і впровадження результатів виконаних у дисертації досліджень, що проводили в промислових умовах ЗАТ "Біличський завод "Теплозвукоізоляція" шляхом випуску промислових партій базальтових джгутів і кручених ниток на ткацькому виробництві ТОВ ІКФ "БЕІМ" шляхом випуску партій базальтових фільтрувальних тканин, а також на серійному виробництві компанії ALBARRIE CANADA LIMITED (Канада) шляхом випуску партій базальтових гібридних фільтрувальних тканин і фільтрувальних рукавів на їх основі.

При цьому були розроблені, затверджені і прийняті як базові документи при виробництві волокнистих базальтових виробів ТУ У 002922729.001-96 "Джгути базальтові технічні. Технічні умови.", і ТУ У 19019261.001-97 "Тканини базальтові. Технічні умови. ".

Промислові високотемпературні фільтри компанії ALBARRIE CANADA LIMITED, що виготовляються на основі розроблених і експортованих базальтових тканин, виробляються в умовах, атестованих по системі контролю якості ІСО 9002, і користуються попитом у США, Канаді, Австралії, Західній Європі, Аргентині, ПАР і Росії. Усього за період 2000-2002 р. було виготовлено більше 120000 м² базальтових фільтрувальних матеріалів.

Загальна економічна ефективність комплексного впровадження науково-дослідних розробок по цій дисертаційній роботі складає 249798,8 грн.

Висновки

1. Теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено можливість одержання ефективних високотемпературних фільтрувальних і неорганічних композиційних матеріалів на основі базальтових волокон із заданими складом, структурою і властивостями шляхом удосконалення технологій виготовлення базальтових волокон і композиційної побудови матеріалів і виробів на їх основі.

2. Встановлено закономірності впливу умов формування неперервних волокон з базальтових гірських порід на їх фазовий і структурно-хімічний склад, стійкість до дії киплячих неорганічних кислот і лугів. Показано, що температура полум'яного простору над розплавом і температура розплаву в зоні відбору струмінним живильником впливають на кислотостійкість волокон. При цьому показано, що використання області оптимальних значень температури полум'яного простору у фідері (1340…1380⁰С) приводить до значного підвищення кислотостійкості волокна.

Вивчення корозійної стійкості базальтових волокон у лугах показало, що на процес їх травлення впливають не тільки технологічні параметри виробництва, але і тип аніона лужного компонента, що викликає явище "содових парадоксів", причому інтенсивність травлення, механізми якого обґрунтовані методами електронної мікроскопії і рентгенівського мікроаналізу, збільшується з ростом концентрації розчину і може регулюватися за рахунок оптимізації складу вихідної сировини і спрямованої зміни аніонної складової лужних розчинів.

3. Встановлено закономірності впливу конструкційних параметрів печей і технологічних параметрів виробництва волокон з базальтових гірських порід на їх властивості.

Показано, що стабільне вироблення волокон з міцністю не менш 35сН/текс при середньому діаметрі елементарних волокон 9 мкм і незміщеному середньоквадратичному відхиленні від 1,4 до 1,8 з найменшою витратою природного газу (витрата знижена на 30%) забезпечується в інтервалі відношення площі ванної печі до площі фідера, рівним 0,6.1,3, температурі полум'яного простору у фідері 1340…1380⁰С, силі струму через струмінний живильник 6,5…7 А і силі струму через фильєрный живильник 36.40 А. Визначення цих параметрів, а також оптимального положення зони відбору розплаву з фідера, при якому спостерігається зниження обривності первинних комплексних ниток, дозволило забезпечити виробництво текстильних джгутів і ниток з довжиною більш 20 км, високою механічною міцністю і малим розкидом середнього діаметру, придатних для застосування на верстатах типу СТБ для виробництва тканин.

4. Встановлено, що термічна міцність ниток і джгутів з базальтових гірських порід практично не залежить від складу сировини й в основному визначається складом покриття (замаслювача), що забезпечує інтегрованість нитки (джгута) при підвищених температурах. Доведено, що нитки і джгути з покриттями на основі кремнійорганічних сполук можуть експлуатуватися при температурах до 300…350⁰С.

5. Визначено базові параметри для теоретичного розрахунку базальтових тканин - емпірична константа А (А_сер = 0,93) і середня густина базальтових текстильних ниток (_сер = 1,52 г/см³), а також середня розривна напруга (_{р. сер} = 25,7 сН/текс) і подовження базальтових ниток (г_сер = 1,77%), що використані при розробці технології виробництва базальтових тканин на автоматичних верстатах типу СТБ.

6. Встановлено, що структура і поверхневе заповнення Е_с впливають на механічну міцність і довговічність експлуатації базальтових тканин. При цьому показано, що тканини з поверхневим заповненням 68 - 73 відн. од. і саржевим типом переплетіння мають максимальну згиностійкість, на основі чого розроблена спеціальна фільтрувальна тканина саржевого переплетіння 1/3 з поверхневим заповненням 70±3 відн. од. для застосування в комбінованих фільтрувальних матеріалах.

На основі спеціальної фільтрувальної тканини саржевого переплетіння розроблений комбінований фільтрувальний матеріал з нетканим шаром поліамідних волокон Р-84®, що за своїми технічними і експлуатаційними характеристиками перевершує відомі фільтрувальні матеріали. Розроблений фільтрувальний матеріал характеризується підвищеними механічною міцністю (у 3-5 разів) і розривним тиском (у 2-2,5 рази) у порівнянні з відомими аналогами, а також не має усадки при температурах, що перевищують робочу.

7. Розроблено склади і технології виготовлення неорганічних композиційних матеріалів на основі базальтових тканин і лужних алюмосилікатних звязуючих з високими експлуатаційними характеристиками (R_вигину до 102 МПа, робочі температура до 380⁰С - 500⁰С).

Розроблено захисне покриття на основі базальтової тканини і лужного алюмосилікатного звязуючого, що характеризується міцністю при згині до 6 МПа і коефіцієнтом водостійкості 1,0.

8. Розроблено нормативно-технічну документацію (ТУ У 002922729.001-96 "Джгути базальтові технічні" і ТУ У 19019261.001-97 "Тканини базальтові"), що дозволила реалізувати результати досліджень у виробництві.

9. Проведено виробниче впровадження текстильних джгутів і ниток на виробничій базі ЗАТ "Біличський завод "Теплозвукоізоляція" і спеціальної базальтової фільтрувальної тканини ТБСр-750 на виробничій базі ТОВ ІКФ "БЕІМ". Загальний економічний ефект від впровадження по цій дисертаційній роботі складає 249798,8 грн за рахунок економії витрати природного газу 0,6 м³/кг і електроенергії - 0,6 квт/кг при виробництві базальтових джгутів.

Проведено виробниче впровадження комбінованого фільтрувального матеріалу на виробничій базі компанії ALBARRIE CANADA LIMITED (Канада), атестованої в системі ISO 9002.

Оцінено економічну ефективність застосування розробленого фільтрувального матеріалу на основі базальтових тканин у порівнянні з мембранними фільтрувальними матеріалами на основі склотканини в системах газоочистки при виробництві портландцементу сухим способом. Показано, що при порівнянній якості фільтрації падіння тиску очищуваного повітря, на комбінованому фільтрувальному матеріалі складає 152 мм. водян. ст. проти 330 мм. водян. ст. для мембранного. Це дозволяє одержати економію електроенергії 3,17 кВт на тонну виробленого портландцементу.

Література

Основні положення дисертації викладені у працях:

1. Медведев А.А., Цыбуля Ю.Л., Смирнов Л.Н., Семенов О.Н. Производственный комплекс по выпуску базальтовых непрерывных волокон и изделий из них объемом 300 т в год // Базальтоволокнистые материалы. М.: Информконверсия. - 2001. - С.79-83.

2. Медведев А.А., Цыбуля Ю.Л., Бендик Н.И., Кузив П. Композиционные материалы на основе базальтовых и химических волокон. Состояние и перспективы // Тез. докл. международной конф. "Химволокна-2000". - Тверь: ОАО "Тверьхимволокно", Российская Инженерная академия. - 2000. - С.535-539.

3. Медведев А.А., Цыбуля Ю.Л., Смирнов Л.Н., Кузив П., Семенов О.Н. Фильтровальные ткани на основе гибридных базальтовых материалов // Конверсия в машиностроении. - 2000. - №4. - С.75-77.

4. Цибуля Ю.Л., Лисаковський О.М., Васильченко В.М. До визначення розрахункового дiаметра та заповнення тканини з базальтових волокон. // - К.: Вiсник ДАЛПУ. - 2000. - №2. - С.169-173.

5. Tsibulja I., Rice G., Kuziw P. Volcanic Rock Fabric Filter Bags // The Guide-book on FSU`s cement and concrete industry-2000/01. - K.: Leocement. - 2001. - Р.221-223.

6. Цыбуля Ю.Л., Медведев А.А., Смирнов Л.Н., Кузив П., Семенов О.Н. Фильтровальные ткани на основе гибридных базальтовых материалов // Базальтоволокнистые материалы. - М.: Информконверсия. - 2001. - С.236-241.

7. Медведев А.А., Мохорт В.А., Мохорт Н.А., Смирнов Л.Н., Цыбуля Ю.Л. Особенности травления базальтовых непрерывных волокон в концентрированных кипящих растворах NaOH // Базальтоволокнистые материалы. - М.: Информконверсия. - 2001. - С.278-283.

8. Мохорт М.А., Медведєв О.О., Цибуля Ю.Л. Сучасна будівельна теплоізоляція на основі плит ПЖТЗ // Будiвництво України. - 1998. - №4. - С.29-30.

9. Мохорт М.А., Вознюк Г.В., Цибуля Ю.Л. Використання мінеральної клейової композиції на основі лужного алюмосилікатного звязуючого для виготовлення волокнистої ізоляції високотемпературного промислового обладнання // Будівництво України. - 2001. - № 3. - С.29 - 30.

10. Мохорт М.А., Цибуля Ю.Л. Температуростійкі волокнисті композити на основі геоцементів та тканин з базальтових гірських порід // Будівництво України. - 2002. - №6. - С.29-30.

11. Цыбуля Ю.Л., Медведев А.А., Смирнов Л.Н. Оптимизация условий формования базальтовых волокон в ванных печах // Труды 2-й Междунар. науч. - практ. конф. "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии". - М.: МИСиС. - 2002. - С.336-338.

12. Спосіб виготовлення безперервних мінеральних волокон: Пат.3 Украина, МПК 6 С 03 В 37/00/Медведев А.А., Кравченко А.В., Соколинский М.А., Цыбуля Ю.Л., Ежов А.А., Смирнов Л.Н. - № 92310003; Заявл.31.05.91; Опубл.30.04.93, Бюл. №1. - 3 с.

13. Способ изготовления непрерывных минеральных волокон: Пат.1823958 СССР, МПК 6 С 03 В 37/00/Медведев А.А., Кравченко А.В., Соколинский М.А., Цыбуля Ю.Л., Ежов А.А., Смирнов Л.Н. (СССР). - № 4938047/33; Заявл.31.05.91. Зарегистрирован 22.02.93, Опубл.26.04.02. Бюл. №12. - 8 с.

14. Медведев А.А. Соколинская М.А., Цыбуля Ю.Л. Базальтокомпозиты: история и перспективы // Материалы Междунар. конф. "Композиционные материалы в промышленности" ("СЛАВПОЛИКОМ-98"). - Ч.2. - К.: Общество "Знание" Украины. - 1998. - С.133 - 137.

15. Печь для варки стекла: Пат. 2033977 Россия, МПК 6 С 03 В 5/00/Кравченко А.В., Медведев А.А., Соколинский М.А., Золотарев А.И., Цыбуля Ю.Л., Смирнов Л.Н. - № 5058021/33; Заявл.07.08.92; Опубл.30.04.95, Бюл. №12. - 4 с.

Анотації

Цибуля Ю.Л. Високотемпературні фільтрувальні і композиційні матеріали на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали і вироби. - Київський національний університет будівництва й архітектури Міністерства освіти і науки України, Київ, 2003.

Встановлено оптимальні значення основних параметрів виробництва неперервних волокон і ниток з базальтових гірських порід, придатних для текстильної переробки на сучасних автоматичних ткацьких верстатах.

Вивчено поводження базальтових ниток у киплячих розчинах неорганічних кислот і лугів. Показано, що температури полум'яного простору над розплавом і розплаву в зоні відбору на кислотостійкість волокон. Встановлено, що тип аніона лужного компонента впливає на інтенсивність травлення базальту.

Виявлено новоутворення анортиту Ca [Al₂Si₂O₈] на поверхні волокон у результаті травлення в киплячих розчинах гідрооксиду натрію.

На основі базальтових тканин розроблені високотемпературні комбіновані фільтрувальні матеріали, які дозволяють очищати агресивні гази при температурах до 300…350⁰С, а також високотемпературні композиційні матеріали з матрицею з лужного алюмосилікатного зв'язуючого, які мають границю міцності при згині до 102 МПа і можуть експлуатуватися при температурах до 380⁰С, а короткочасно - при температурах до 500⁰С.

Ключові слова: високотемпературні фільтрувальні матеріали, високотемпературні композиційні матеріали, лужне алюмосилікатне зв'язуюче, базальтові гірські породи, неперервні волокна, тканини.

Цыбуля Ю.Л. Высокотемпературные фильтровальные и композиционные материалы на основе непрерывных волокон из базальтовых горных пород. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2003.

Установлены оптимальные значения основных параметров производства непрерывных волокон из базальтовых горных пород, обеспечивающие получение нитей пригодных для текстильной переработки на современных автоматических ткацких станках.

Показано, что стабильная выработка волокон с прочностью не менее 35сН/текс при среднем диаметре элементарных волокон 9 мкм и несмещенном среднеквадратичном отклонении от 1,4 до 1,8 с наименьшим расходом природного газа (расход снижен на 30%) обеспечивается в интервале отношения площади ванной печи к площади фидера, равным 0,6 … 1,3, температуре пламенного пространства в фидере 1340…1380 ⁰С, силе тока через струйный питатель 6,5…7 А и силе тока через фильерный питатель 36…40 А. Определение этих параметров, а также оптимального положения зоны отбора расплава из фидера, при котором наблюдается снижение обрывности первичных комплексных нитей, позволило обеспечить производство текстильных жгутов и нитей с длиной более 20 км, высокой механической прочностью и малым разбросом среднего диаметра, пригодных для применения на станках типа СТБ для производства тканей.

Изучено поведение базальтовых нитей в кипящих растворах неорганических кислот и щелочей. Показано, что температура пламенного пространства над расплавом и температура расплава в зоне отбора струйным питателем оказывают существенное влияние на кислотостойкость волокон. При этом показано, что использование области оптимальных значений температуры пламенного пространства в фидере (1340…1380 ⁰С) приводит к значительному повышению кислотостойкости волокна. Для различных типов аниона щелочного компонента установлено, что тип аниона оказывает влияние на интенсивность травления базальта и обуславливает появление "содовых парадоксов", интенсивность которых зависит концентрации растворов.

Выявлены новообразования на поверхности волокон из базальтовых горных пород в результате травления в кипящих растворах гидрооксида натрия, которые по результатам анализа химического состава были идентифицированы как кристаллы анортита Ca [Al₂Si₂O₈].

На основе базальтовых тканей разработаны высокотемпературные комбинированные фильтровальные материалы, позволяющие очищать агрессивные газы при температурах до 300…350⁰С и по своим техническим и эксплуатационным характеристикам превосходящие известные фильтровальные материалы. Разработанный фильтровальный материал характеризуется повышенными механической прочностью (в 3-5 раз) и разрывным давлением (в 2-2,5 раза) в сравнении с известными аналогами, а также не подвержен усадке при температурах, превышающих рабочую.

На основе базальтовых тканей и щелочного алюмосиликатного связующего также разработаны высокотемпературные композиционные материалы, которые имеют предел прочности при изгибе до 102 МПа и могут эксплуатироваться при температурах до 380⁰С, а кратковременно при температурах до 500⁰С.

Разработано защитное покрытие на основе базальтовой ткани и щелочного алюмосиликатного связующего, характеризующееся прочностью при изгибе до 6 МПа и коэффициентом водостойкости 1,0.

Разработана нормативно-техническая документация (ТУ У 002922729.001-96 "Жгуты базальтовые технические" и ТУ У 19019261.001-97 "Ткани базальтовые"), позволившая реализовать результаты исследований в производстве.

Проведено производственное внедрение текстильных жгутов и нитей на производственной базе ЗАО "Беличский завод "Теплозвукоизоляция" и специальной базальтовой фильтровальной ткани ТБСр-750 на производственной базе ООО ИКФ "БЭИМ".

Проведено производственное внедрение комбинированного фильтровального материала на производственной базе компании ALBARRIE CANADA LIMITED (Канада), аттестованной в системе ISO 9002.

Ключевые слова: высокотемпературные фильтровальные материалы, высокотемпературные композиционные материалы, щелочное алюмосиликатное вяжущее, базальтовые горные породы, непрерывные волокна, ткани.

Tsybulya Yu.L. High temperature filter and composite materials based on basaltic rock continuous fibers. - Manuscript.

Dissertation research for obtaining a scientific degree of candidate of technical science in speciality 05.23.05 - building materials and articles. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2003.

Optimal values of the basic production parameters of basaltic rock continuous fiber technology were determined in order to manufacture of yarns acceptable for processing at modern automatic weaving looms. The significant influence of thermal conditions of continuous fibers forming to their acid resistance was found. The behavior of basalt yarns in the boiled alkaline solutions was investigated and established the influence of anion type to the rate of etching of basalt fibers looks like phenomena of "soda paradoxes" dependent upon the concentration of alkali.

New formations were found at the surface of basaltic continuous rock fibers after etching in boiled solutions of NaOH. The chemical composition of mentioned new formations was determined as anortite Ca [Al₂Si₂O₈] based on the results of X-ray structure micro-analysis.

High temperature combined filter materials for filtration of hot aggressive gases with operation temperature 300…350 ⁰ C were developed based on basalt fabrics. Also basalt fabrics and alkaline aluminosilicate binder were used to develop high temperature composite material with the flexural strength up to 102 M Pa and operation temperature up to 380 ⁰ C (sort time up to 500 ⁰ C).

Keywords: high-temperature filter material, high-temperature composite material, alkaline aluminosilicate binder, basaltic rock, continuous fiber, fabric.

...