Теплоізоляційні матеріали на основі модифікованих лужних алюмосилікатних композицій, здатних до спучування

Сформульовано загальні принципи композиційної побудови розроблених теплоізоляційних матеріалів загальнобудівельного та спеціального призначення, що можуть бути отримані за екологічно безпечною низькоенергоємною технологією (при температурі випалювання 200…600°С) та досліджено їхні експлуатаційні властивості. Запропоновано основи технології виготовлення та здійснено промислове впровадження партії плит на основі розробленого матеріалу.

Ключові слова: лужні алюмосилікатні композиції, коефіцієнт спучення, модифікація, синтез, гідрослюди, теплоізоляційні матеріали.

АННОТАЦИЯ

Борисова А.И. Теплоизоляционные материалы на основе щелочных алюмосиликатных композиций, способных к вспучиванию. - На правах рукописи.

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, молодёжи и спорта Украины, Киев, 2011.

Диссертационная работа посвящена вопросам разработки эффективных теплоизоляционных материалов, полученных на основе модифицированных щелочных алюмосиликатных композиций, способных вспучиваться за счёт частичной дегидратации жидкого стекла и направленного синтеза в составе продуктов обжига аналогов природных слюд и гидрослюд, которые позволяют расширить интервал температур вспучивания и улучшить структуру вспученного материала. Доказано, что модификация алюмосиликатной композиции соединениями магния и железа способствует повышению её коэффициента вспучивания в диапазоне температур 400…800°С в среднем в 1,3…1,8 раза по сравнению с немодифицированными композициями за счёт направленного синтеза в составе новообразований аналогов природных гидрослюд. Также установлено, что выбор оптимальной температуры обжига композиций зависит от вида модифицирующей добавки, а именно: использование соединений железа смещает максимальное вспучивание алюмосиликатной композиции в диапазон температур 400…600°С, в то время как наибольшее вспучивание композиций, модифицированных соединениями магния и комплексной добавкой, происходит при более высоких температурах обжига (600…800°С).

Показано, что более интенсивное перемешивание реакционных смесей (со скоростью 950 об/мин) повышает коэффициент вспучивания композиций при обжиге в интервале температур 400…800°С в среднем в 1,1…1,7 раза по сравнению с обычным перемешиванием (со скоростью 60…120 об/мин) и способствует синтезу в составе продуктов дегидратации зародышей слюд типа парагонита и мусковита.

Установлено, что введение в состав модифицированных алюмосиликатных композиций пористых заполнителей приводит к снижению температуры обжига образцов по сравнению с базовыми композициями (без заполнителя), при чём оптимальная температура обжига может изменяться в пределах 200…600°С в зависимости от вида модифицирующей добавки и типа использованного заполнителя.

Разработаны принципы композиционного построения теплоизоляционных материалов на основе модифицированных алюмосиликатных композиций и лёгких пористых заполнителей, которые предусматривают выбор технологических параметров получения материала (вид и количество использованного лёгкого заполнителя, водо-твёрдое соотношение реакционных смесей, температура обжига изделий), а также подбор композиционного состава алюмосиликатной системы путём введения модифицирующих добавок, а именно: использование соединений железа для получения материалов с наименьшей средней плотностью и относительно низкой температурой максимального вспучивания (200…400°С), а соединений магния - для повышения прочности и расширения интервала температур использования полученных материалов. При этом данные материалы отличаются экологически чистой низкоэнергоёмкой технологией получения (при температуре обжига 200…600°С) и характеризуются высокими тепло-изоляционными свойствами (л=0,04…0,06 Вт/(м·К)) при средней плотности в пределах 200…300 кг/м3 и коэффициенте конструкционного качества до 32 МПа.

В промышленных условиях осуществлён выпуск партии теплоизоляционных плит на основе модифицированной алюмосиликатной композиции и пористого заполнителя сиопора, которые характеризуются маркой СП 225 по средней плотности и прочностью 2,34 МПа. При этом фактический экономический эффект от их использования составляет 1274,96 грн на 1 м3 готовой продукции и достигается как за счёт значительного снижения энергозатрат на производство данного материала по сравнению с газостеклом, так и за счёт использования недорогих и недефицитных сырьевых материалов.

Ключевые слова: щелочная алюмосиликатная композиция, коэффициент вспучивания, модификация, синтез, гидрослюды, теплоизоляционные материалы.

ANNOTATION

Borisova A.I. Thermal insulation materials on the basis of modified alkaline aluminosilicate compositions, which is capable to bloat. - The manuscript.

Dissertation research for obtaining a scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05.23.05 - building materials and articles. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science, Youth and Sport of Ukraine, Kyiv, 2011.

Dissertation is devoted to the questions of development of efficient thermal insulation materials derived from alkali aluminosilicate compositions, which is capable to bloat. It is shown that the regulation of the properties of these materials is possible in two directions: first - optimizing composite of alkaline aluminosilicate systems through the introduction of modifying additives on the basis of iron and magnesium, which promote the synthesis in the new growths analogues of natural mica and hydromicas, thus enhancing the rate of bloating compositions in compared with unmodified, on average by 1.3…1.8 times, to extend the temperature range bloating and improve the structure of obtained materials; second - to change the process parameters developed by obtaining materials (mixing speed and time of the preliminary storage source compositions, the type and amount of filler used, water-solid ratio of the reaction mixtures, the baking temperature of samples), which not only improves their performance characteristics, but also promotes the synthesis of products of baking new growths of a given composition. Formulated the general principles of composite construction designed thermal insulation materials, which can be obtained for the environmentally safe and low power consumption technology (baking at 300…600°C) and investigated their performance. Proposed basis technology and the industrial implementation of the party slabs the developed material is carried.

Keywords: the alkaline aluminosilicate composition, coefficient of the bloating, modification, synthesis, hydromicas, thermal insulation materials.

Размещено на Allbest.ru