автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Составы и технология термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим

кандидата технических наук
Антипина, Светлана Анатольевна
город
Томск
год
2005
специальность ВАК РФ
05.17.11
цена
450 рублей
Диссертация по химической технологии на тему «Составы и технология термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим»

Автореферат диссертации по теме "Составы и технология термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим"

На правах рукописи

Антипина Светлана Анатольевна

/

СОСТАВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИЙ ВОЛЛАСТОНИТА С ИЗВЕСТКОВО-КРЕМНЕЗЕМИСТЫМ ВЯЖУЩИМ

Специальность 05.17.11 - Технология силикатных и тугоплавких

неметаллических материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск 2005

Работа выполнена на кафедре технологии силикатов Томского политехнического университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Верещагин Владимир Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Бердов Г.И. Саркисов Ю.С.

Ведущая организация:

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, г. Томск

Защита состоится декабря 2005 г. в ^часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.08 в Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, корп. 2, ауд. 117.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан__2005 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

кандидат технических наук, доцент

Петровская Т.С.

тл г Ш94

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы обусловлена высокой потребностью в термостойких безасбестовых материалах для литьевой оснастки в алюминиевой промышленности и связанной с этим острой необходимостью создания более полного и конкурентоспособного ассортимента отечественных теплоизоляционных футеровочных материалов, важнейшими свойствами которых являются стойкость к действию расплавленного алюминия и улучшенные показатели прочностных и теплофизиче-ских свойств.

Силикагные материалы на основе известково-кремнеземистых вяжущих и асбестового заполнителя, называемые асботермосиликатами, широко используются в настоящее время в алюминиевой промышленности для футеровки изложниц приема расплавленного алюминия, металлотракта и литьевой оснастки и изготавливаются по двухстадийной технологии, включающей тепловлажностную обработку насыщенным паром высокого давления и последующую термическую -сушкой при 300 °С.

Однако асботермосиликатные изделия независимо от условий эксплуатации имеют низкие показатели термо- и химической стойкости по отношению к расплавам алюминия от 3 до 8 теплосмен, а срок службы до 1-1,5 месяца, кроме того, антофиллит-асбест, используемый в асботермосиликатах и относящийся к группе амфиболовых, полностью запрещен к использованию, поэтому объективно необходима его замена на другое сырье.

Замена асбеста на волластонит предполагает улучшение эксплуатационных свойств теплоизоляционных изделий из-за особенностей состава, структуры и свойств волластонитового минерала, характеризующегося высокой термо- и химической стойкостью к действию алюминиевого расплава и позволит исключить импорт волластонитсодержащих материалов для производства алюминия на отечественный рынок

Поэтому вопросы выбора и детального исследования исходного сырья, подбора качественного и количественного составов известково-кремнеземистого вяжущего, изучения физико-химических процессов, протекающих в композициях волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим при тепловлажностной и термической обработке, выявления закономерностей формирования эксплуатационных свойств силикатных изделий с повышенными значениями прочности и термостойкости являются своевременными и актуальными.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетной темы: 1.29.01 «Изучение физико-химических закономерностей процессов переработки минерального сырья и продуктов на их основе».

Объект исследования - термостойкие материалы и изделия на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим.

Предмет исследования - процессы формирования фазового состава, структуры и функциональных свойств термостойких материалов и изделий на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим. Цель работы: разработка составов и технологии термостойких материалов различной плотности на основе комп0ТОий—воллаетонита с известково-

Рис. Н-----

кремнеземистым вяжущим.

НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА )

09 .«ХУХ>

—- .^т /X

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- комплексное исследование свойств природных (волласюнит, диатомит) и техногенных сырьевых материалов (нефелиновый шлам, микрокремнезем) с целью выбора физико-химйческого критерия оценки качества и пригодности природных и техногенных сырьевых материалов;

- разработка рациональных составов известково-кремнеземистого вяжущего и силикатных масс с учетом особенностей минерального состава, строения и технологических свойств сырья и эксплуатационных характеристик термостойких силикатных материалов;

- исследование физико-химических процессов формирования фазового состава и свойств известково-кремнеземистых вяжущих при тепловлажностной и последующей термической обработке;

- исследование особенностей протекания гидротермального синтеза низкоосновных соединений в силикатной композиции на основе известково-кремнеземистого вяжущего и природного волластонита;

- исследование физико-химических процессов формирования фазового состава, структуры и свойств волластонитсодержащих силикатных материалов гидротермального синтеза при термической обработке;

- исследование влияния различных технологических факторов на физико-химические процессы формирования структуры волластонитсодержащих силикатных материалов при тепловлажностной и термической обработке;

- разработка технологии и практических рекомендаций по изготовлению и применению термостойких волластонитсодержащих силикатных материалов; определение их эксплуатационных свойств при контакте с расплавленным алюминием.

Научная новизна

1. Установлен гидротермальный модифицирующий эффект диатомитовых пород, заключающийся в формировании предкристаллизационного состояния, что обеспечивает повышение его гидравлической активности и обусловливает полноту взаимодействия кремнеземистой составляющей диатомита с гидроксидом кальция с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, трансформирующихся при дегидратации в волластонит без объемных изменений.

2. Установлено, что дисперсный волласгонит (50-80 мкм) в композициях с извест-ково-диатомитовым вяжущим при тепловлажностной обработке способствует интенсивному образованию и кристаллизации волластонитоподобных гидросиликатов кальция - CSH (I) и C6S6H, которые переходят в волластонш при последующей термообработке при температурах до 800 °С.

3. Установлено, что добавки микрокремнезема (3-5 мае. %) в известково-диатомиювое вяжущее увеличивают на 10-15 % образование гелеобразных низкоосновных гидросиликатов кальция тоберморитовой группы, обеспечивающих прочное связывание игольчатых кристаллов волластонита в термосиликагпых изделиях после тепловлажностной и термической обработки до 800 °С.

4. Установлено, что добавки белитсодержащих (нефелиновых) шламов (3-5 мае. %) в известково-диатомитовое вяжущее активируют процессы синтеза высокоосновных гидросиликатов и гидроалюмосиликатов кальция на начальных стадиях

изотермической выдержки, что обеспечивает увеличение прочности на 35-40 % волластонито-термосиликатных материалов после тепловлажностной и термической обработки до 800 °С.

5 Установлено, что совместное введение в известково-диатомитовое вяжущее добавок микрокремнезема и белитсодержашего шлама в количествах до 5 % обеспечивает образование волластонитоподобных гидросиликатов кальция с высокой степенью насыщения оксидами кальция и кремния, что приводит к дополнительному увеличению прочности на 50 % и термостойкости изделий в 1,5 раза. Практическая значимость работы

1. Разработаны составы волластонитсодержащих теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов с объемной плотностью 750-1500 кг/м3 и пределом прочности при сжатии от 6 до 30 МПа на основе известково-кремнеземистого вяжущего и силикатных масс, позволяющие получать термостойкие (более 30 теплосмен в режиме нагрев-воздух).

2. Предложены оптимальные количества добавок: микрокремнезема, нефелинового шлама и гипса 3-5 мае. %, жидкого стекла - 3 %, обеспечивающие устойчивость формовочной массы и повышенные эксплуатационные характеристики.

3. Разработана технология волластонитсодержащих термосиликатных материалов с объемной плотностью до 1000 кг/м3, включающая процесс поризации формовочной массы с использованием воздухововлечения с помощью интенсивного перемешивания массы в высокоскоростном смесителе, формование изделий методом литья или полусухого прессования (при давлении прессования до 1 МПа), подсушивание изделий, тепловлажностную обработку (1=174 °С, Р=0,8 МПа и режим 2-8-2,5 час), термическую обработку при температуре до 800 °С.

Автор защищает:

- физико-химические критерии оценки качества и пригодности природного и техногенного сырья для формирования прочных структур силикатного камня на основе известково-кремнеземистого вяжущего;

- закономерности формирования фазового состава и свойств в известково-диатомитовом вяжущем при тепловлажностной обработке (1=174 °С, Р=0,8 МПа и режим 2,5-8-2,5 час) и последующей термообработке до 800 "С;

- влияние добавок микрокремнезема и белитсодержащего нефелинового шлама на фазообразование и формирование свойств композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим при тепловлажностной и термической обработке;

- особенности гидротермального образования и кристаллизации волластонитоподобных гидросиликатов кальция - С8Н (I), тоберморитов и С6Я6Н, которые при последующей термической обработке при температурах до 800 °С трансформируются в волластонит;

- составы и технологию термостойких волластонитсодержащих силикатных материалов с высокой стойкостью к действию алюминиевого расплава. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI, VII, VIII и IX Международных научно-технических симпозиумах имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2002-2005 гг.); П Всероссийской научной конфсрсь-

ции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (г. Томск, 2002, 2004 гг.); Уральской научно-практической конференции «Строительство и образование» г. Екатеринбург, 2003 г.); Российской научно-практической конференции «Получение и свойства полифункциональных материалов, диагностика, технологический менеджмент» (г. Томск, 2003 г.); Международной научно-практической конференции «Наука, технология и производство силикатных материалов настоящее и будущее» (г. Москва, 2003 г.); X юбилейной Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2004 г.); 61-й научно-технической конференции НГАСУ (СИБСТРИН) (г. Новосибирск, 2004 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (г. Бийск. 2004 г.); Международной научной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения» (г. Волгоград, 2004 г.); V Всероссийской научно-практической конференции «Техника и технология производства теплоизоляционных магериалов из минерального сырья» (г. Белокуриха, 2005 г) Публикации ио работе. По материалам диссертационной работы опубликованы 21 работа в сборниках тезисов и докладов, трудах и материалах Всероссийских и Международных конференций, в том числе 4 статьи в специализированных научных журналах, получен 1 патент.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 141 наименований; содержит 165 страниц машинописного текста и включает 56 рисунков, 30 таблиц и приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, поставлена цель работы, определены задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе (Современное состояние и перспективы развития технологии силикатных материалов па основе известково-кремнеземистых вяжущих) представлен аналитический обзор научных публикаций по технологии автоклавных силикатных материалов теплоизоляционного назначения на основе известково-кремнеземистых вяжущих. Приведены сведения об особенностях технологических свойств и выборе сырьевых материалов для гидротермального синтеза соединений кальция в системе: известь-кремнезем-вода, рассмотрены возможности использования известково-кремнеземистых вяжущих для получения силикатных материалов, обладающих повышенной термостойкостью для применения в алюминиевой промышленности. Проведен сравнительный анализ литературных данных по видам, составам и технологиям получения теплоизоляционных материалов, в том числе и с применением волластонита, известных к настоящему времени и предлагаемых к использованию в алюминиевой промышленности.

Отличительной особенностью технологии силикатных материалов на основе известково-кремнеземистых вяжущих является необходимость использования тепловлажностной обработки (ТВО) изделий при повышенных значениях давле-

ния (0,8-1,6 МПа) и температуры (174-205 °С), что реализуется в промышленности в автоклавах при длительном воздействии (6-13 час) на силикатную систему насыщенного водяного пара. В этих условиях происходит химическое взаимодействие между известью и кремнеземом с образованием различающихся по составу и свойствам гидросиликатов кальция, которые обеспечивают эксплуатационные свойства изделиям.

Особенное внимание уделено разработкам составов и способов получения теплоизоляционных материалов различного назначения с применением волласто-нита для алюминиевой промышленности, показаны и обоснованы их преимущества перед асбестсодержащими и другими теплоизоляционными материалами.

На основании анализа результатов исследований, изложенных в научной и технической литературе, обоснованы и сформулированы цель и задачи исследований, при этом в качестве исходной посылки принято то, что материал на основе волластонитового заполнителя будет термостойким, если в продукте силикатной связки также синтезируется волластонит.

Во второй главе (Характеристика сырьевых материалов, методы и методики исследований) приводятся данные о сырьевой базе кремнеземсодержа-щих сырьевых материалов, излагаются результаты исследований химического, минералогического, гранулометрического составов, физико-механических и технологических свойств природных и техногенных сырьевых материалов, используемых в работе, по данным других авторов и части собственных исследований.

Приводится характеристика основных методов и методик исследований исходных сырьевых материалов, известково-кремнеземистых вяжущих и готовых силикатных изделий и обосновывается структурно-методологическая схема работы.

Основными видами сырьевых материалов, используемых в работе, являются природные (волластонит, диатомит, кварцевый песок) и техногенные продукты (белитсодержащий нефелиновый шлам, микрокремнезем).

Природный волластонит Синюхинского месторождения республики Горный Алтай представлен на 50-85 % волластонитовым минералом, в качестве ассоциирующих примесей встречаются гранат, пироксен, кальцит, кварц. На базе этого месторождения ООО «МКК-Сейка» организован выпуск волластонитовых концентратов марки Воксил. Выбор волластонита в качестве заполнителя силикатных масс обусловлен особенностями свойств волластонитового минерала: выраженной игольчатой формой, относящейся как к нерасщепленным агрегатам или частично расщепленным, так и более мелким и единичным кристаллам, игольчатость которых определяется отношением длина - диаметр (L/D); чистотой химического и минералогического составов, высокой термостойкостью и химической инертностью, что предполагает возможности обеспечения разрабатываемым силикатным изделиям повышенных прочностных характеристик, термостойкости и стойкости к действию алюминиевого расплава.

Антофиллит-асбест 7Mg0-8Si02'H20, используемый в настоящее время для изготовления теплоизоляционных материалов в алюминиевой промышленности, представляет собой сравнительно редкий магниево-железистый амфибол (Mg,Fe)7[Sis022](0H)2 кристаллизующийся в виде агрегатов волокнистого строе-

ния или кристаллов призматического габитуса. Добавка асбестового волокна к основному компоненту футеровочного теплоизоляционного материала улучшает его свойства, увеличивая прочность за счет армирующего действия асбестовых волокон и снижая объемную плотность и теплопроводность изделий, однако асбе-стсодержащие изделия не стойки к действию расплавов цветных металлов.

Диатомиты - высококремнистые опаловые породы аморфного вида широко распространены на территории России и являются эффективным сырьем силикатной промышленности, однако области применения диатомитов ограничены в основном производством пенодиатомитовых изделий по керамической технологии, поэтому исследования их для разработки новых технологий силикатных изделий являются своевременными и актуальными.

В качестве технологических добавок для обеспечения необходимых условий поризации и стабилизации силикатных масс, повышения прочностных характеристик изделий до и после тепловлажностной и последующей термической обработки исследовались полуводный гипс, жидкое стекло, мылонафт; микрокремнезем и белитсодержащие (нефелиновый шлам) техногенные продукты.

Микрокремнезем, поставляемый на рынок кремнеземистых материалов ОАО «Кузнецкие ферросплавы», состоит на 94-98 % из кремнезема, представлен частицами с размерами от 0,1 до 0,4 мкм., что меньше средних размеров частиц вяжущей композиции в 150-500 раз, поэтому распределяется в силикатной матрице, заполняя более крупные пустоты силикатного камня, уплотняя и упрочняя его.

Белитсодержащая добавка - нефелиновый шлам - является техногенным продуктом ОАО «Ачинский глиноземный комбинат», содержит 70-80 % двух-кальциевого силиката 2СаО-8Ю2 в виде Р- и а- модификаций и его гидратных форм, кроме того, в нем присутствуют гидроалюминаты, гидроферриты, карбонаты кальция и др. соединения. В условиях гидротермальной обработки двухкаль-циевый силикат, относящийся к медленно твердеющим силикатам активнее гид-ратируется, повышая гидравличность и прочность известково-кремнеземистого вяжущего.

Для решения поставленных в работе задач по исследованиям свойств, процессов фазообразования и микроструктуры сырьевых материалов, известково-кремнеземистых вяжущих и синтезированных в процессе тепловлажностной и термической обработки термосиликатных материалов привлечен широкий спектр методов анализа: химический, рентгенофазовый (ДРОН-ЗМ), комплексный термический (РаиНк-РаиНк-Егс1еу марки О-1500 О), электронно-микроскопический (.(8М-6500Р, ^М-840 фирмы «,1ео1»), инфракрасная спектроскопии (Яресогс! 80М), методы и методики определения физико-механических, технологических и специальных свойств, принятые в технологии силикатных материалов на основе вяжущих систем.

В соответствии со структурно - методологической схемой выполнение экспериментальной работы начинается с исследований свойств природных и техногенных сырьевых материалов и определения критериев оценки их пригодности для силикатных технологий, изучения физико-химических процессов формирования фазового состава и свойств известково-кремнеземистых вяжущих и композиций волластонита с вяжущим при тепловлажностной и термической обработках.

Выполнение работы завершается разработкой составов и технологии получения термостойких силикатных материалов на основе волластонита и известко-во-кремнеземистого вяжущего для алюминиевой промышленности.

В третьей главе (Физико-химические процессы формирования фазового состава и свойств известково-кремнеземистых вяжущих при тепловлажпо-стной и термической обработке) излагаются результаты исследований процессов формирования фазового состава и свойств в отличающихся по виду кремнеземистого компонента известково-кремнеземистых вяжущих (известково-диатомитовых, известково-микрокремнеземистых, известково-песчаных).

Комплексные исследования физико-химических и технологических свойств исходных природных (волластонит, диатомит и кварцевый песок) и техногенных (микрокремнезем, нефелиновый шлам) сырьевых материалов и процессов, протекающих в них, при тепловлажностной и термической обработке необходимы для изучения поведения этих компонентов в составе сложного известково-кремнеземистого вяжущего и дальнейшего прогнозирования поведения их в составе силикатных масс при получении I ермосиликатных изделий.

Сравнительный анализ свойств исследуемых природных и техногенных сырьевых материалов проводился в состоянии их рабочей дисперсности, результаты химического анализа исходных сырьевых материалов сведены в табл. 1.

Анализ результатов определения химического состава исследуемых материалов показал высокие значения валового содержания кремнезема в диатомите и микрокремнеземе от 75 до 94 мае. %, что, в сочетании с высокой степенью дисперсности исходных частиц размерами от 1 до 10 мкм у диатомита и 0,01-0,7 мкм у микрокремнезема и выраженной аморфизацией, служит убедительной предпосылкой к использованию в качестве тонкодисперсного компонента в составе известково-кремнеземистых вяжущих.

Кварцевый песок, традиционно используемый в качестве тонкодисперсного (среднеповерхностный размер частиц 8 мкм) компонента известково-кремнеземистого вяжущего и заполнителя силикатных масс (в состоянии естественной гранулометрии), применялся в работе для постановки сравнительного эксперимента.

Волластонит (полидисперсный порошок и его концентраты) характеризуется выраженной игольчатой формой, чистотой химического и минералогического составов, высокой температурой плавления (1540 °С), низкими значениями ТКЛР (6,5-10"6 К"1) и высокой термо- и химической стойкостью (стоек в щелочах, расплавах цветных металлов), что и обуславливает выбор его в качестве заполнителя силикатных масс на основе известково-кремнеземистого вяжущего для получения изделий повышенной прочности и термостойкости.

Для оценки качества и пригодности как природного, гак и техногенного сырья в технологии автоклавных силикатных материалов наиболее распространены модули основности и качества, но они учитывают особенности только химического состава материала, а каждая конкретная технология силикатных материалов имеет свойственные только ей показатели технологических свойств сырья.

Таблица 1- Химический состав природных и техногенных сырьевых материалов

Ма1ериал Содержание оксидов % (мае)

ЬЮ2 | А12Оз | Ье203 | СаО | М^ | Ыа20 | К20 | ЬСЬ | Дтпр

Волластонит

Исходная порода 48,21 1,43 1,56 46,55 0,43 0,23 0,17 0,55 1,28

Воксил 100 49,91 0,71 0,88 48 06 0,24 - - -

Фракция 100-60мкм 50,10 0,64 0,49 48,22 0,20 0,1 0,1 0,17 0,95

Воксил 75 50,43 0,58 0,42 47,98 ,0,22 0,02 0,003 0,15 -

Антофиллит- асбес!

Сысертское месторождение 59,31 0,53 0,11 0,00 29,88 0,08 - 5,04

Диатомш

Инзенское месторождение (1 участок) 75,22 8,47 3,04 3,08 2,48 - 1,20 0,55 6,20

Инзенское месторождение (2 участок) 82,9 5,16 1,98 0,33 0,70 - 1,18 0,23 7,05

Микрокремнезем

Алюминиевый завод, I Бра1ск 93,40 0,72 0,18 0,22 0,90 0,71 4,12

ОАО «Кузнецкие ферросплавы» 94,2 0,47 0,60 0,36 0,30 0,69 3,43

Нефелиновый шлам

Из цеха гидрохимии 30,55 3,24 4,01 55,83 1,42 1,49 0,58 0,18 1,87

Натуральный с поля 28,8 3,62 4,54 52,77 1,44 2,14 0,89 0,83 4,92

Кварцевый песок

Кудровское I месторождение | 87 90 5 53 1 72 1 73 1 26 _ _ 1 95

Поэтому, в соответствии с принятым в современной практике унифицированным порядком оценки свойств сырьевых материалов, включающим определение химического состава материала, его экологические характеристики, минеральный состав, уровень физико-механических свойств и реакционную способность, в данной работе сделан акценг на комплексное изучение реакционной способное!и природных и техногенных сырьевых материалов (в состоянии рабочей дисперсности), табл. 2 по отношению к растворам, имитирующим составы и свойства реальных жидкофазных систем:

- при определении гидравлической активности по поглощению извести из насыщенного раствора, рис. 1;

- потенциальной реакционной способности по содержанию растворимого кремнезема при взаимодействии материала с 1Н раствором щелочи (1 Н раствору щелочи соответствует рН 14) в термостабильных условиях;

- пуццолановой активности по поглощению извести из насыщенного раствора при кипячении;

- гидравлической активности по поглощению гипса из насыщенного раствора при кипячении.

—•— нефелиновы й шлам

-»— антофиллитовый

асбест —*— волластонит

2 4 й 8 10 (2 М 16 18 20 22 24 26 1 Время взаимодействии, сут

- кварцевый песок

- микрокремнезем

диатомит

Рисунок 1 - Кинетические кривые связывания оксида кальция природными и техногенными сырьевыми материалами из насыщенного раствора извести за 30 суток взаимодействия

Высокая гидравлическая активность диатомита определяется его естественной пористостью (70-90 % пустот) и связанной с этим высокой адсорбционной способностью развитой аморфизированной поверхности минеральных фаз диатомита к поглощению извести из насыщенного раствора гидроксида кальция, причем диатомитовая порода за время испытаний по стандартной методике (30 суток) не достигает максимальной степени насыщения, которая наступает через 40-45 суток взаимодействия и составляет 380 мг/г.

Рентгенофазовым анализом отфильтрованных осадков продуктов взаимодействия исследуемых сырьевых материалов с химическими реагентами (диатомит-раствор Са(ОН)2, микрокремнезем-раствор Са(ОН)2,) установлено появление дифракционных отражений с с), нм = 0.307, 0.280, 0.183, подтверждающих образование гидросиликата кальция СБН и тоберморита с1, нм = 0.307, 0.297, 0.280. Анализ твердого остатка диатомита и микрокремнезема после взаимодействия с 1Н раствором щелочи в термостабильных условиях показывает значительное (в 2 раза) снижение интенсивности дифракционных отражений с с), нм = 0.403, 0.248, относящихся к кристобалиту (диатомит) и одновременное увеличение (1,5-2 раза) полуширины основных дифракционных отражений, принадлежащих кварцу, что связано с процессами деструкции и растворения минералов.

Сравнительный анализ комплексных исследований по определению реакционной способности природных и техногенных сырьевых материалов позволяет расположить их в ряд активности: Диатомит >Микрокремнезем >Кв песок (в тонкоизмельченном состоянии) >Волластонит^ Антофиллитовый асбест ^Нефелиновый шлам > Кв песок (с естественной гранулометрией).

Таким образом, физико-химическим критерием оценки качества и пригодности сырьевых материалов в технологии вяжущих и изделий на их основе являются реакционная способность природных и техногенных сырьевых материалов по отношению к растворам, имитирующим состав жидкой фазы (Са(ОН)2, Саг804) силикатною камня, которая дает более полную и объективную информацию об активности исследуемых материалов.

Таблица 2 - Реакционная способность природных и техногенных сырьевых материалов____,___,__

Вид сырьевого материала / дисперсность О а + ■« «9 с; й СС г? Й Ъ § £ о 2 « О ¡УЗ Гидравлическая активность по поглощению извести из насыщенного раствора Са(ОН)2 мг/г Потенциальная реакционная способность по содержанию растворимого 8]Сь, ммоль/л Пуццолановая активность по поглощению извести при кипячении, % 1 Гидравлическая активность по попошению гипса из насыщенного раствора СаБО^, мг/г

Волтастониг, полидисперсный порошок / Воксил 75 0,96/ 1,07 35/ 30 0,38/ 0,4 4,2/ 5 5 3,4/ 3,5

Антофиллитовый асбест после ¡ехнологической рас-нушки 1,60 33,8 0,60 16,5 24,7

Кварцевый песок, Б^д 2700, см2/г 8,58 45 1,12 3,95 38,5

Диаточиг, 8М= 3750, см"7г 4,26 165 23,12 78,0 175,0

Микрокремнезем 38,57 80 33,04 53,9 70,0

Нефелиновый шлам, 8,д= 9300, см2/г 0,46 3 4,83 1,45 5,2

Асбестовый минерал Потери массы, % после обработки при 25 "С 25 % раствором в течение 24 часов

НС1 СНзСООН Н3РО4 н2ьо4 ЫаОН

Антофиллит-асбест 2,68 0,64 3,18 2,74 1,24

Рентгенографические исследования фазового состава исходных природных и техногенных сырьевых материалов и продуктов их тепловлажностной обработки показали, что в продукте обработки волластонита в сравнении с исходной породой наблюдается увеличение в 1,5-2 раза интенсивное гей двух дифракционных отражений волластонитового минерала с межплоскостными расстояниями (3, нм 0.77, 0.352, 0.331, 0.297, что возможно связанно с процессами частичного растворения высокодисперсных частиц волластонита. Морфология кристаллов волластонита не изменяется при его нагревании до температуры 1000 °С, что свидетельствует о его высокой термо- стабильности и стойкости.

При обработке порошка диагомита насыщенным водяным паром в условиях тепловлажностной обработки происходит увеличение интенсивности дифракционных отражений кварца: нм - 0,334 в 2,6 раза, <1, нм = 0,423 - в 2,8 раза. Доля аморфизированной составляющей диатомита после тепловлажностной обработки уменьшается за счет растворения, в том числе и с поверхности кристаллов кварца. В диатомите при тепловлажностной обработке возможно протекают процессы, обусловленные формированием предкристаллизационного состояния, что подтверждается сужением «гало» на рентгенограмме продукта тепловлажностной обработки диатомита, кроме того, плотность продукта увеличивается до 2370 м/м1, т.е. в процессе тепловлажностной обработки проявляется гидротермальное модифицирование диатомита, которое обеспечивает увеличение его реакционной способности на 10-15 %, что может быть одновременно связано и с «вымыванием» из

естественных пор диатомита аморфных составляющих породы и их растворением Процессы растворения диатомита подтверждаются и результатами измерения рН водной вытяжки диатомита после тепловлажностной обработки, рН снижается ог 8,5 до 7,4.

Измерение рН водных суспензий сырьевых материалов после их тепловлажностной обработки показывает, что все исходные - природные и техногенные материалы подвергаются воздействию тепловлажностной обработки в различной степени. Волластонит, кварцевый песок, диатомит и микрокремнезем снижают щелочную реакцию жидкой фазы, а нефелиновый шлам и антофиллит-асбест увеличивают рН среды, что обусловлено декатионированием в раствор нефелинового шлама калия и натрия, у асбеста - магния.

Данные измерения рН позволяют рассчитать показатели растворимости исследуемых материалов и распределить их в ряд:

Асбест (2,6) < Волластонит (3,9) < Нефелиновый шлам (4,6) < Кв песок (8,0) ^ Микрокремнезем (9,7) < Диатомит (11,5).

Качественно протекающие процессы гидротермального формирования фазового состава известково-кремнеземистых вяжущих (ИКВ) определяют функциональные свойства цементирующей связки термосиликатного изделия. Для достижения повышенных значений прочности и термостойкости изделий необходимо обеспечивать синтез низкоосновных гидросиликатов кальция, определяемый физико-химическими процессами взаимодействия извести и кремнезема в условиях тепловлажностной обработки и зависящий от природы, химико-минералогического состава и свойств кремнеземистого компонента, соотношения СаО и ЯIО^ в известково-кремнеземистом вяжущем, степени дисперсности компонентов вяжущего и режима тепловлажностной обработки

При проведении исследований изучались известково-кремнеземистые вяжущие, в которых в качестве кремнеземистого компонента вяжущего использовались наиболее реакционноспособные диатомит (ИДВ), микрокремнезем (ИМВ) и (для сравнения) высушенный тонкодисперсный песчаный шлам (ИПВ) Компонентный состав известково-кремнеземистых вяжущих рассчитывался с учетом данных активности извести по СаО и валового содержания кремнезема в кварцевом песке, диатомите и микрокремнеземе при различных соотношениях в них СаО:8Ю2, изменяющимся от 1,2 до 0,9 и 0,7.

Физико-химические процессы гидротермального синтеза соединений протекают не одинаково в различных по плотности известково-кремнеземистых изделиях. Для формирования различных по плотности образцов важным является выбор способа, условий формования и уплотнения изделий. Образцы на основе вяжущих формовались различными способами: прессованием при давлении 0,2 МПа, вибропрессованием (масса пригруза составляла 100 г), литьем при уплотнении вибрированием, литьем поризованных воздухововлечением масс, газо- и пе-новспученных масс; выдерживались в условиях воздушно-сухой среды и подвергались тепловлажностной обработке в заводских условиях при изотермической выдержке в течение 6 и 8 часов при температуре 174 °С и давлении 0,8 МПа

Наибольшей плотностью (1100-1350 кг/м3) после тепловлажностной обработки характеризуются изделия на основе кварцевого песка, при зтом они имь > ,

минимальные значения прочности (3-4,5 МПа), обусловленные как низкой реакционной способностью кварцевого песка, так и недостаточным уплотнением смеси при оформлении образцов, рис. 2.

Для всех образцов на основе известково-кремнеземистых вяжущих прочность при сжатии зависит от соотношения СаО:8Ю2 и чем выше степень насыщения вяжущего известью в исследуемых пределах, тем выше прочность образцов.

В образцах на основе известково-кремнеземистых вяжущих с использованием высокореакционных форм кремнезема наиболее предпочтительными являются соотношения СаО:8Ю2, изменяющиеся в пределах от 1,2 до 0,9.

Иаисткпю- Известкою- иискисш»«

1 -прессование, 2 - вибропрессование, 3 - литье (вибрирование), 4 - литье (пориэованные воздухововлечением), 5 - литье (газовспучивание), 6 - литье (пеновенучивание)

Рисунок 2 - Зависимость объемной плотности и прочности образцов (после ТВО) на основе известково-кремнеземистых вяжущих от вида кремнеземистого компонента, соотношения СаО:8Ю2, способов формования и уплотнения изделий

Отличительной особенностью гидротермального фазообразования в известково-кремнеземистых вяжущих на основе кварцевого песка при любом отношении С'аО:8Ю2 является синтез высокоосновных гидросиликатов кальция С28Н (А) и СЙН (II); что обусловлено низкой активностью дисперсного кварцевого песка; с использованием высокореакционного микрокремнезема в вяжущем активизируется дополнительно синтез низкоосновных гидросиликатов кальция тоберморит-вой группы. В образцах на основе известково-диатомитового вяжущего преимущественно осуществляется синтез низкоосновного гидросиликата кальция СБН (I) и тоберморита. Следует заметить, что во всех образцах методом рационального химического анализа (этиленгликолевый метод) установлено наличие свободного оксида к&1ьция в количестве 5-7 % (известково-песчаные вяжущие), 1,78-2,5 % (известково-микрокремнеземистые вяжущие) и 1,2 % (известково-диатомитовые вяжущие при 6-ти часовой изотермической выдержке), причем с увеличением отношения СаО:8Ю2 содержание свободного оксида кальция увеличивается. В образцах на основе известково-диатомитового вяжущего, запаренных по режиму 2-8 2,5 час свободного оксида кальция не обнаружено.

Последующая термическая обработка образцов на основе известково-кремнеземистых вяжущих при нагревании до температуры 800 °С приводит к снижению прочности на 20 - 46 %, возможно это связано с условиями хранения образцов и наличием в них свободного оксида кальция. На рентгенограммах образцов, обожженных при температуре 800 °С, фиксируются переходы СБ! 1 (II) в двухкальциевый силикат, С;ЯН (А) в р -С^, отмечается образование вторичного волластонита.

Таким образом, по результатам исследований установлено, что наиболее приемлемое сочетание значений объемной плотности (650-850 кг/м3) и прочности при сжатии (4-5,5 МПа), а также фазового состава получено для образцов на основе известково-диатомитовых вяжущих, сформованных из смесей по литьевой технологии вибрированием, поризованных воздухововлечением масс и прессованных образцов.

В четвертой главе (Формирование фазового состава, структуры и свойств термостойких материалов на основе композиций волластонита с из-вестково-диатомитовым вяжущим при тепловлажностной и термической обработке) приводятся результаты исследований по формированию микроструктуры, фазового состава и функциональных свойств термосиликатных изделий на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

Задача повышения прочности и термостойкости изделий на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим на данном этапе исследований решается подбором оптимального количества и дисперсности волластони-тового заполнителя в составе силикатных масс; изучения влияния добавок белит-содержащего состава и микрокремнезема на фазовый состав и эксплуатационные свойства термостойких изделий; режима тепловлажностной обработки.

Эксплуатационные свойства термостойкого силикатного камня на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим (плотность, прочность, термостойкость при нагреве и действии алюминиевого расплава), полученного из полидисперсных сырьевых смесей, обеспечиваются как свойствами цементирующей связки, так и заполнителя.

Игольчатая форма волластонитового заполнителя определяет его применение в качестве армирующего компонента при получении композиционных материалов, в особенности при замене асбеста, что позволяет увеличить стойкость изделий к механическому разрушению и термическому воздействию. Эффективность армирования цементирующей матрицы игольчатыми формами заполнителя зависит от его объемного содержания в силикатной массе и от прочности сцепления заполнителя с цементирующей матрицей, т.е. важными показателями являются соотношение длины к диаметру игольчатых частиц и химическое сродство матрицы и заполнителя. В полидисперсном порошке волластонита присутствуют нерасщеп-ленные агрегаты зерен волластонита, имеющие неизометрические игольчатого габитуса иглы длиной 20 - 200 и толщиной от 2 до 10 мкм., частицы призматической формы длиной от 50 до 100 и толщиной 10-50 мкм, т.е. о (ношение Ь/Э в полидисперсном порошке волластонита изменяется от 2 до 20. Воксил 75 (по результатам определения гранулометрического состава методом послоевой седиментации) со-

держит преимущественно частицы длиной 75 мкм (60,92 %) и диаметром от 1-3 мкм до 60 мкм, т е. отношение ЬЯЭ изменяется от 1,2 до 25.

Для определения оптимального содержания волластонита в составе силикатных материалов составлены композиции, содержащие от 10 до 60 % волластонито-вого заполнителя в виде полидисперсного порошка и концентрата Воксил 75.

Объемная плотность образцов на основе композиций волласгонита с извест-ково-диатомитовым вяжущим после тепловлажностной обработки закономерно растет с увеличением содержания заполнителя, причем плотность изделий на основе более дисперсного концентрата несколько больше, чем при использовании полидисперсного порошка. Зависимость пределов прочности при сжатии и при изгибе запаренных образцов имеет экстремальный характер, определяющий оптимальное содержание волластонитового заполнителя в силикатной массе 35-40 %.

I 1130

£ £ 1110

£ о 1090

| ™ 1070

4 •> 1050 « I 1030 2 = 10Ю

5 § 990 § а 970

■в 950

Полцдислерсный порошок волластонита_

10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 Содержание волластонита, %(мас)

12

6

10 15

20 25 30 35 40 45 50 60

Сижрамне воамггонмт», % (мс)

Рисунок 3 - Зависимость объемной плотности и прочностных характеристик образцов после тепловлажностной обработки от содержания волластонитового заполнителя в составе силикатных масс

Дальнейшее увеличение содержания волластонита в составе силикатной массы более 40 % приводит к снижению прочностных характеристик образцов из-за образования большего числа прямых контактов между частицами заполнителя. Следует отметить, что значения пределов прочности при сжатии и при изгибе образцов довольно близки, что свидетельствует о хорошем армирующем эффекте заполнителя.

Введение в состав композиций на основе волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим белитсодержащей добавки (состав ДН-2) активизирует (за счет имеющегося в составе нефелинового шлама двухкальциевого силиката) процессы гидротермального синтеза высокоосновных гидросиликатов кальция, являющихся стабильными при высоких начальных концентрациях извести в жидкой фазе, которые затем переходят в низкоосновные гидросиликаты кальция с выделением извести в раствор, табл. 4. Эти процессы ускоряют синтез низкоосновных гидросиликатов кальция при взаимодействии извести и диатомита и приводят к значительному упрочнению образцов.

Таблица 3 - Компонентный состав силикатных масс на основе композиций волла-стонита с известково-диатомитовым вяжущим____

Компоненты силикатной массы Условные обозначения и содержание компонентов в силикатных массах, % (мае)

Состав Д-1 Состав ДН-2 Состав ДМ- 3 Состав ДНМ- 4

Известь 31,25 26,25 31,25 26,25

Диатомит 31,25 31,25 26,25 26,25

Волластонит 32,5 32,5 32,5 32,5

Полуводный гипс 5 5 5 5

Нефелиновый шлам - 5 - 5

Микрокремнезем - - 5 5

В силикатных образцах состава ДН-2 с использованием нефелинового шлама рентгенографически обнаружено наличие гидрогранатов ((1, нм - 0.272, 0.279).

Условные обозначения к рисунку В-волластонит, К-ксонотлит, Т-тоберморит

Рисунок 4 - Термограмма образца термостойкого материала состава ДН-2

Рисунок 5 - Рентгенограмма образца термостойкого материала состава ДН-2

Рисунок 6 - Термограмма образца Рисунок 7 - Рентгенограмма образца

термостойкого материала состава ДМ-3 термостойкого материала состава ДМ-3

По данным комплексного термического (рис. 6) и рентгенофазового (рис. 7) методов анализа, установлено, что добавка в силикатную массу высокореакционного микрокремнезема (состав ДМ-3) способствует образованию большего количества (на 10-15 %) гелеобразных форм гидросиликатов кальция юберморитовой группы (табл. 4), которые прочно скрепляют игольчатые частицы волластонито-

вого заполнителя, кроме того, высоко дисперсные частицы микрокремнезема заполняют межзерновое пространство силикатного камня, уплотняя и упрочняя его.

Таблица 4 - Результаты расшифровки термограмм образцов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим после тепловлажностной обработки_______

Гидросиликат кальция Температурный интервал, Потери массы, % Количество гидросиликата кальция,%

°С Чистого гидросиликата кальция По кривым ТГА На сухую смесь На обводненную смесь

СОСТАВ Д-1

С2вН (.) 410-540 9,47 1,325 15,43 15,63

СЯН (I) (-) 200-700 13,43 8,974 19,19 21,06

4Са058Ю25Н20 (-) 240-280 14,65 1,325 9,28 9,41

СОСТАВ ДН-2

С28Н (-) 410-540 9,47 2,126 16,97 36,07

СБН (I) (-) 200-700 13,43 13,293 56,05 64,5

4Са058Ю25Н20 (-) 240-280 14,65 1,081 1,64 1,77

СОСТАВ Д м-з

С28Н (-) 410-540 9,47 1,857 9,5 9,68

СНН (1) (-) 200-700 13,43 12,901 28,1 35

4Са058Ю25Н20 (->240-280 1 14,65 1,404 23,2 24,8

СОСТАВ ДНМ-4

с2вн (->410-540 9,47 0,782 2,65 4,49

СвН (I) (-) 200-700 13,43 12,534 53,03 60,59

4Са058Ю25Н20 (-) 240-280 14,65 0,353 1,22 1,16

Влияние комплексной добавки нефелинового шлама и микрокремнезема способствует повышению прочности и термостойкости изделий за счет дополнительного образования волластонитоподобных гидросиликатов кальция более высокой степени насыщения оксидами кальция и кремния (окенит, ксонотлит, тобер-морит), которые при последующей термической обработке до 800 °С дегидратируются с образованием вторичного волластонита, (рис. 8), образуя силикатный камень с высокой степенью химического сродства: волластонит связки - волласто-нит заполнитель.

¿.ту V

I 1

Угол дифракции

Рисунок 8 - Термограмма образца

Рисунок 9 - Рентгенограмма образца тер-

термостойкого материала состава ДНМ-4 мостойкого материала состава ДНМ- 4

На термограмме (рис. 8) отчетливо просматривается экзотермический в температурном интервале 850-900 °С, обусловленный кристаллизацией вторичного волластонита.

Микроструктура образцов на основе композиций волластонита с известко-во-кремнеземистым вяжущим и добавками нефелинового шлама и микрокремнезема (состав массы ДНМ-4) после тепловлажностной обработки, рис. 10а представлена скоплениями гидратных образований, связанных с иглообразными частицами длиной от 2 до 10 мкм. Поры в материале располагаются довольно равномерно. имеют размеры преимущественно менее 5 мкм и «прошиты» игольчатыми кристаллами. На рис 106 в центре микрофотографии находится частица или сросток кристаллов волластонитового заполнителя, поверхность которого покрыта плотным слоем гидратных новообразований с невысокой степенью закристаллизованное™. Размеры пор составляют менее 10 мкм и структура довольно плотная из-за большого количества гидратных новообразований.

а, б) после тепловлажностной обработки (хЮОО)

в, г) после тепловлажностной и термической обработки (хЮООО)

Рисунок 10 - Микрофотографии образцов состава ДНМ-4

В процессе термической обработки при температуре 800 °С запаренных образцов, рис. 10в происходит интенсивная дегидратация гидросиликатов кальция и формирование мелкопористой (размеры пор значительно менее 1 мкм) и хорошо закристаллизованной структуры. Основу структуры составляют хаотично переплетенные игольчатые кристаллы вторичного волластонита длиной до 2 мкм, проросшие по всему объему из силикатной связки и прочно с ней скрепленные. Микроструктура термообрабоганного при 800 °С образца, рис. Юг отличается равномерным распределением в объеме образца кристаллов (преимущественно игольчатой

формы) вторичного волластонита, их срастанием и формированием мелкопористой прочно сцементированной структуры. Образцы термостойких материалов на основе композиций волластонита и известково-кремнеземистого вяжущего испытыва-лись на термостойкость при температурах 800 и 1000 °С в режиме нагрев-воздух и при температуре 800 °С в режиме алюминиевый расплав-воздух. Результаты показывают высокую термостойкость более 30 геплосмен без проявления усадки и разрушения образцов. Остаточная прочность образцов после испытания на термостойкость составила 45-55 %. При многократном погружении исследуемых образцов в алюминиевый расплав налипание расплава и остекловывания поверхности не обнаружено. Поверхность образцов при погружении в расплав не смачивается им, краевой угол смачивания определенный по методу лежащей капли составил 100150 "С.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Композиции на основе дисперсного волластонита (50-80 мкм) и и-тестково-диатомитового вяжущего обеспечивают получение термостойких материалов разчичной плотности по ляу-стадийной технологии - тепловлажностная обрабогка (t = 175 °С, Р = 0,8 МП а) на первой стадии и термическая обработка до 800 °С на в юрой стадии

2 Прочность изделий на основе компошции волластонита с извсстково-диатомитовым вяжущим на стадии i идротермального синтеза обеспечивается направленным фазообразованием низкоосновных гидросиликатов калышя типа CSH (I), CsSoH на поверхности кристалтов волластоннтовото заполнителя, что усиливает сцепление цементирующей связки с заполнителем

3 Прочность изделий на основе композиции волластонита с известково-диатомитовым вяжущим на стадии термической обрабо!ки обусловпено интенсивно протекающими процессами дегидроксилирования гидратных соединений в цементирующей связке с образованием вторичного волластонита без значительных изменений объема

4 Содержание дисперсного волластонита (50-80 мкм) в количестве 35-40 % в составе силикатной массы обеспечивает возможность потучения ишелий различной плотности, достижения высоких значений прочностных характеристик при сжатии и при изгибе, термической стойкости, как в режиме воздух-воздух, так и в режиме алюминиевый расплав-воздух при нагреве при 800°С При увеличении содержания волластонита в составе силикатных масс более 40 % происходят изменения в структуре изделия за счет увеличения числа контактов частиц заполнителя между собой, ню приводит к снижению прочности изделия Причем значения предела прочности при сжатии и при изгибе волластонитеодержащих изделий близки по своим значениям (Rc*= 14 МПа, R„jr= 11,6 МПа), что свидетельствует о выраженном армирующем эффекте волластонита

5 Увеличение прочности изделий на основе известково-диатомитовых вяжущих достигается при соотношениях CaO:StC>2, изменяющихся в пределах от 1.2 до 0,9, что обеспечивает более полное взаимодействие извести и кремнезема в процессе тепловлажностной обработки, за счет повышенной реакционной способности диатомита

6 Пелтсодержащая добавка (нефелиновый шлам) в количестве 5 % обеспечивает увеличение прочности изделий после тепловлажностной обработки на 35-40 %, за счет активированного твердения P-C2S нефелинового шлама в присутствии извести, с образованием высокоосновных гидросиликатов кальция C2SH (А) и CiSH (С), с последующим переходом в низкоосновные гидросиликаты кальция, кроме того, установлено образование гидрогранатов

7 Увеличение прочности силикатных систем с добавлением микрокремнезема на 10-15 %, обусловлено его высокой дисперсностью - частицы микрокремнезема располаг аютея в межзерновом пространстве силикатного камня частично заполняют более крупные поры, уплотняя и упрочняя изделие, формируют мелкопористую структуру в изделии Высокая реакционная активность микрокремнезема по отношению к тидроксиду калышя cnoco6cm\ei

образованию большего количества гелеобразных форм гидросиликатов кальция тобермори-товой фуппы, которые прочно связывают шольчатые кристаллы волластонита и при последующей /ермическои обработке трансформируются в волласюнит

8 Совместное введение добавок белитсодержащего шлама и микрокремнезема до 5 % в композицию волластонита с извесшово-диатомитовым вяжущим способствует повышению прочности и термостойкости изделий за счет дополнительного образования волластониго-подобпых гидросиликатов кальция с более высокой степенью насыщения оксидами кальция и кремния (окенит, ксонотлит), которые дегидратируют при температурах 700-800 °С, образуя силикатный камень с высокой степенью химическою сродства волластонит связки -волластонш заполнитель

9 Плотности термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-шатомитовым вяжущим на уровне 600-1000 кг/м3 обеспечиваются поризацией ситикашых масс воздухововлечением при интенсивном перемешивании более высокие птотности и(ле-лий 1000-1500 ki\m3 достигаются прессованием силикатных масс до 0,5 МПа

10 Изготовление пористых термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим проводится путем смешения компонентов силикатной массы с В/Т = 0,9 при интенсивном перемешивании массы в высокоскоростных мешалках со специальными лопастями с последующим литьем изделий в разьемные механические формы или потусухим прессованием при минимальном давлении до 1 МПа

1 1 Термостойкие материалы предложенных составов на основе композиции вочластопита с из-вестково-диатомитовым вяжущим имеют термостойкость в 10-20 раз выше асбестсодержа-ших iермосиликатных материалов и высокую устойчивость к действию алюминиевого расплава (Краевой угол смачивания капли алюминиевого расплава на поверхности изделия составляет 100-150°)

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Bepemai ин, В И Технологические исследования нетрадиционного кремнеземистого сырья / В И Верещагин, В II Смиренская, С.А. Антипина. И А Гаври юнко // Проблемы гео-тогии и освоения недр труты VI научного симпозиума им академика МА Усова Томск, 2002 - С 519-520

2 Антипина, С.А. О возможности получения ячеистых бетонов с использованием нефелинового шлама / С А Антипина, О Ь Ильинская, В Н Смиренская // Проблемы геологии и освоения недр труды VIII научною симпозиума им академика М А Усова - Томск, 2002 - С 848 - 850

3 Смиренская, ВН Исстсдование волчастониювою сырья для тсхноло1ии термосиликатных излетай / В Н Смиренская С.А Антипина // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий материалы II Всероссийской научной конференции - Томск 2002 - С 151 -153

4 Антипина, С.А , Исследование взаимодействия природного цеолита со щелочами / С А Ашипина II П Петренко, ЕС Шуваева //Проблемы геологии и освоения недр фуды VIII научного симпозиума им академикам А Усова - Томск, 2002 -С 846-848

5 Антипина, С.А Исстедование поведения диатомита при термической обрабо!ке при производстве теппоизоляционных материалов / С А Антипина, Л А Ларкина, И Б Пушкарева // Проблемы геологии и освоения недр труды VIII научного симпозиума им академика МА Усова - Томск, 2002 - С 850 - 852

6 Смиренская, В Н Вочластонит- эффективный заполнитель плотных силикатных масс / ВН Смиренская, С.А Ашипина, НА Карташова // Получение и свойства нолифункциональ-ных материалов, диагностика, технологический менеджмент труды Российской научно-практической конференции - Томск, 2003 -С 106-107

7 Антипина, С.А. Подбор составов термосиликагных масс с использованием воттасто-нита / С А Антипина, Н А Карташова // Проблемы геологии и освоения недр труды VII научного симпо шума им академика М А Усова - Томск, 2003 -С 782 - 783

8 Смиренская, В Н Улучшение свойств силикатных строительных материалов на извесг-ково-кремнеземистом вяжущем с добавлением волластонита / В11 Смиренская В И Верещагин, С.А Антипина//Известия Томского политехнического университета - 2003 - №5 - С 65 -66

9 Смиренская, В Н Составы и технология термосиликатных изделий с применением вол-гастониговых пород / ВН Смиренская, В И Верещагин, В Н Турина, С'.Л. \н i инина.//Па\-ка, технология и производство силикатных материалов - настоящие и будущее труды международной научно-практической конференции -М,РХГУим Д И Менделеева, 2003 - С 220 -227

10 Верещагин, В И Пористые термосиликатные материалы на основе волластонита / В И Верещагин, В Н Смиренская, С.А Антипина, Н В Лучинина // Строительство и лбраю-вание Уральская научно-практическая конференция - Екатеринбург, 2003 - С 17

11 Антипина, С.А Исследование и оценка качества нефелиновот о шлама для получения теплоизоляционных материалов /С А Антипина, О Р Итьинская, В Н Смиренская //Современные техника и технологии труды 10-й юбилейной международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молотых ученых - Томск, 2004 - С 18-19

12 Смиренская, ВН Ячеистый теплоизотяционный материал с использованием золы-уноса / В Н Смиренская, С.А. Антипина, Р Г Долотова // Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минеральною сырья доклады [V Всероссийской научно-практической конференции - Бийск, 2004 - С 40 - 44

13 Ангнпина, С.А. Нефелиновый шлам как активная добавка в составе теплоизоляционных материалов //CA Антипина, В II Смиренская / 61-я научно-техническая конференция НГАСУ (СИБСТРИН) тезисы докладов - Новосибирск, 2004 - С 67-68

14 Антипина, С.А Волластонит - перспективное сырье для производства силикатных И5-делий / С А Антипина, В II Смиренская, Р Г Долотова //Техника и технология производства теплойюляпионных материалов из минерального сырья доклады IV Всероссийской научно-практической конференции - Бийск, 2004 - С 44-47

15 Верещагин В И Термосиликатные материалы на основе известково-кремнеземистото вяжущего и природного волластонита / В И Верещагин, В Н Смиренская, С.А. Антипина, Ю П Костырев, В I , Калугин // Новые огнеупоры - 2004 - № 10 - С 93-98

16 Антипина, С.А Роль волластонита в формировании структуры газосиликата / С А Антипина, В Н Смиренская // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий материалы III Всероссийской научной конференции - Томск, 2004 - С 6 - 8

17 Смиренская, ВН Исследование реакционной способности кремнеземистого сырья в сосгаве силикатных масс // В Н Смиренская, С.А. Антипина. / Новые перепек г ивные материа-ты и гехно тогии их получения (НПМ) международная научная конференция - Волгоград, 2004 -С 17

18 Антипина С.А , Особенности поведения диатомита при воздействии температурной обработки в производстве силикатных изделий / С А Антипина, В Н Смиренская, В И Верещагин//Техника и технология силикатов -2004 - №4 - С 2-7

19 Антипина, С.А. Исследование поведения диатомита при нагревании при термическои обработке при производстве термоизоляционного материала / С А Антипина, В Н Смиренская / Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий материалы III Всероссийской научной конференции - Гомск, 2004 - С 5 - 6

20 Антипина, С.А Термосиликатный материал для алюминиевой промышленности / CA Антипина, ВН Смиренская // Техника и технология прои!водства тенлоизотяциотшых материалов из минерального сырья доклады V Всероссийской научно-практической конференции - Белокуриха, 2005 - С 72-76

21 Авт свид № 2258682 Российская Федерация, МКИ С 04 В 28/18//(С 04 В 28/18, 14 38), 11120 Шихта для изготовления термосиликатного материала / В И Верещагин, В II Смиренская, С.А. Антипина - Опубл 20.08 2005

Подписано к печати 23 11 05 Формат 60x84/16 Бумага "Классика" Печать RISO Услпеч.л 1,28 Уч-издл 1,16 Заказ 1414 Тираж 100 экз

измтаьеш^'тпу. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

№24793

РНБ Русский фонд

2006^4 26278

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Антипина, Светлана Анатольевна

Введение.

1 Современное состояние и перспективы развития технологии силикатных материалов на основе известково-кремнеземистых вяжущих.

1.1 Общая характеристика силикатной системы состава Са0-8Ю2-Н20. 11 1.2Физико-химические процессы синтеза гидросиликатов кальция при тепловлажностной обработке силикатных систем состава известь-кремнезем-вода.

1.2.1 Характеристика сырьевых материалов и их влияние на фазовый состав и свойства силикатных материлов.

1.2.1.1 Химически активное сырье силикатных масс кальциевый компонент.

1.2.1.2 Химически активное сырье силикатных масс -кремнеземистый компонент.

1.2.1.3 Известково-кремнеземистые вяжущие силикатных систем.

1.2.1.4 Механически активное сырье - заполнители силикатных систем.

1.2.1.5 Влияние добавок техногенных материалов на формирование структуры и свойств силикатных материалов.

1.2.2 Особенности синтеза гидросиликатов кальция в системе состава известь-кремнезем-вода.

1.2.2.1 Механизм образования гидросиликатов кальция в системе состава известь-кремнезем-вода.

1.2.2.2 Процессы, протекающие при термообработке силикатных изделий после тепловлажностной обработки.

1.2.2.3 Синтез волластонита.

1.3 Анализ состояния и тенденций развития теплоизоляционных материалов для алюминиевой промышленности.

1.3.1 Анализ состояния алюминиевой промышленности в России.

1.3.2 Общая характеристика теплоизоляционных материалов для алюминиевой промышленности.

1.3.2.1 Традиционные виды теплоизоляции для алюминиевой промышленности.

1.3.2.2 Новые виды теплоизоляционных материалов зарубежного производства.

1.3.3 Развитие технологий теплоизоляционных материалов для алюминиевой промышленности на основе волластонита.

1.3.4 Перспективы применения силикатных материалов на основе известково-кремнеземистых вяжущих для алюминиевой промышленности.

1.4 Постановка задач исследований.

2 Характеристика сырьевых материалов. Методы и методики исследования.

2.1 .Характеристика сырьевой базы материалов.

2.1.1 Общие сведения о сырьевой базе волластонита.

2.1.2 Месторождения антофиллитового асбеста.

2.1.3 Общие сведения о кремнеземистом компоненте силикатных масс - кварцевом песке.

2.1.4 Месторождения диатомита.

2.1.5 Способы получения микрокремнезема.

2.2 Характеристика сырьевых материалов.

2.1.1 Волластонит.

2.2.2 Антофиллитовый асбест.

2.2.3 Кварцевый песок.

2.2.4 Диатомит.

2.2.5 Строительная воздушная известь.".

2.2.6 Технологические добавки.

2.2.6.1 Нефелиновый шлам.

2.2.6.2 Микрокремнезем.

2.2.6.3 Строительный гипс.

2.2.6.4 Жидкое стекло.

2.2.6.5 Мылонафт.

2.3 Методы и методики исследований.

2.3.1 Химический анализ.

2.3.2 Рентгенофазовый анализ.

2.3.3 Термофизические методы анализа.

2.3.4 Электронная и оптическая микроскопияпия.

2.3.5 Инфракрасный спектроскопический анализ.

2.3.6 Методы исследований физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств.

2.4 Структурно-методологическая схема работы.

3 Физико-химические процессы формирования фазового состава и свойств известково-кремнеземистых вяжущих при тепловлажностной обработке.

3.1 Исследование свойств сырьевых материалов и процессов, протекающих при их тепловлажностной и термической обработке.

3.1.1 Особенности структуры и минералогический состав сырьевых материалов.

3.1.2 Физико-химические свойства сырьевых материалов.

3.1.3 Физико-механические свойства сырьевых материалов и их гранулометрический состав.

3.2 Исследование поведения сырьевых материалов при тепловлажностной и термической обработке.

3.3 Особенности гидротермального синтеза новообразований в известково-кремнеземистом вяжущем.

Выводы по главе.

4 Формирование фазового состава, структуры и свойств термостойких материалов на основе композиций волластонита с извест-ково-диатомитовым вяжущим при тепловлажностной и термической обработке.

4.1 Физико-химические процессы формирования свойств силикатных-материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

4.1.1 Выбор компонентного состава и изучение технологических свойств силикатных материалов.

4.1.2 Выбор водотвердого отношения силикатных масс.

4.1.3 Влияние дисперсности волластонитового заполнителя на свойства силикатных материалов.

4.1.4 Влияние режима тепловлажностной обработки на свойства силикатных материалов.!.

4.2 Разработка составов и технологии термостойких силикатных материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

4.2.1 Влияние технологических добавок на фазообразование, структуру и свойства силикатных материалов.

4.2.1.1 Строительный гипс.

4.2.1.2 Белитсодержащая добавка.

4.2.1.3 Микрокремнезем.

4.2.1.4 Комплексная добавка.

4.3 Исследование термомеханических свойств термостойких силикатных материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

4.4 Технология плотных термостойких силикатных материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

4.5 Технология пористых термостойких силикатных материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

4.6 Технологическая схема и практические рекомендации к применению термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим.

Введение 2005 год, диссертация по химической технологии, Антипина, Светлана Анатольевна

Актуальность работы обусловлена высокой потребностью в термостойких безасбестовых материалах для литьевой оснастки в алюминиевой промышленности и связанной с этим острой необходимостью создания более полного и конкурентоспособного ассортимента отечественных теплоизоляционных футеровочных материалов, важнейшими свойствами которых являются стойкость к действию расплавленного алюминия и улучшенные показатели прочностных и теплофизических свойств.

Силикатные материалы на основе известковогкремнеземистых вяжущих и асбестового заполнителя, называемые асботермосиликатами, широко используются в настоящее время в алюминиевой промышленности для футеровки изложниц приема расплавленного алюминия, металлотракта и литьевой оснастки и изготавливаются по двухстадийной технологии, включающей тепловлажностную обработку насыщенным паром высокого давления и последующую термическую - сушкой при 300 °С.

Однако асботермосиликатные изделия независимо от условий эксплуатации имеют низкие показатели термо- и химической стойкости по отношению к расплавам алюминия от 3 до 8 теплосмен, а срок службы до 1-1,5 месяца, кроме того, антофиллит-асбест, используемый в асботермосиликатах и относящийся к группе амфиболовых, полностью запрещен к использованию, поэтому объективно необходима его замена на другое сырье.

Замена асбеста на волластонит предполагает улучшение эксплуатационных свойств теплоизоляционных изделий из-за особенностей состава, структуры и свойств волластонитового минерала, характеризующегося высокой термо- и химической стойкостью к действию алюминиевого расплава и позволит исключить импорт волластонитсодержащих материалов для производства алюминия на отечественный рынок.

Поэтому вопросы выбора и детального исследования исходного сырья, подбора качественного и количественного составов известково-кремнеземистого вяжущего, изучения физико-химических процессов, протекающих в композициях волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим при тепловлажностной и термической обработке, выявления закономерностей формирования эксплуатационных свойств силикатных изделий с повышенными значениями прочности и термостойкости являются своевременными и актуальными.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетной темы: 1.29.01 «Изучение физико-химических закономерностей процессов переработки минерального сырья и получения продуктов на их основе».

Цель работы: разработка составов и технологии термостойких материалов различной плотности на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- комплексное исследование свойств природных (волластонит, диатомит) и техногенных сырьевых материалов (нефелиновый шлам, микрокремнезем) с целью выбора физико-химического критерия оценки качества и пригодности природных и техногенных сырьевых материалов;

- разработка рациональных составов известково-кремнеземистого вяжущего и силикатных масс с учетом особенностей минерального состава, строения и технологических свойств сырья и эксплуатационных характеристик термостойких силикатных материалов;

- исследование физико-химических процессов формирования фазового состава и свойств известково-кремнеземистых вяжущих при тепловлажностной и последующей термической обработке;

- исследование особенностей протекания гидротермального синтеза низкоосновных соединений в силикатной композиции на основе известково-кремнеземистого вяжущего и природного волластонита;

- исследование физико-химических процессов формирования фазового состава, структуры и свойств волластонитсодержащих силикатных материалов гидротермального синтеза при термической обработке;

- исследование влияния различных технологических факторов на физико-химические процессы формирования структуры волластонитсодержащих силикатных материалов при тепловлажностной и термической обработке;

- разработка технологии и практических рекомендаций по изготовлению и применению термостойких волластонитсодержащих силикатных материалов; определение их эксплуатационных свойств при контакте с расплавленным алюминием.

Научная новизна

1 Установлен гидротермальный модифицирующий эффект диатомито-вых пород, заключающийся в формировании предкристаллизационного состояния, что обеспечивает повышение его гидравлической активности и обусловливает полноту взаимодействия кремнеземистой составляющей диатомита с гидроксидом кальция с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, трансформирующихся при дегидратации в волластонит без объемных изменений.

2 Установлено, что дисперсный волластонит (50-80 мкм) в композициях с известково-диатомитовым вяжущим при тепловлажностной обработке способствует интенсивному образованию и кристаллизации волластонитопо-добных гидросиликатов кальция - CSH (I) и C6SeH, которые переходят в волластонит при последующей термообработке при температурах до 800 °С.

3 Установлено, что добавки микрокремнезема (3-5 мае. %) в известко-во-диатомитовое вяжущее увеличивают на 10-15 % образование гелеобраз-ных низкоосновных гидросиликатов кальция тоберморитовой группы, обеспечивающих прочное связывание игольчатых кристаллов волластонита в термосиликатных изделиях после тепловлажностной и термической обработки до 800 °С.

4 Установлено, что добавки белитсодержащих (нефелиновых) шламов (3-5 мае. %) в известково-диатомитовое вяжущее активируют процессы синтеза высокоосновных гидросиликатов и гидроалюмосиликатов кальция на начальных стадиях изотермической выдержки, что обеспечивает увеличение прочности на 35-40 % волластонито-термосиликатных материалов после теп-ловлажностной и термической обработки до 800 °С.

5 Установлено, что совместное введение в известково-диатомитовое вяжущее добавок микрокремнезема и белитсодержащего шлама в количествах до 5 % обеспечивает образование волластонитоподобных гидросиликатов кальция с высокой степенью насыщения оксидами кальция и кремния, что приводит к дополнительному увеличению прочности на 50 % и термостойкости изделий в 1,5 раза.

Практическая значимость работы

1 Разработаны составы волластонитсодержащих теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов с объемной плотностью 750-1500 кг/м и пределом прочности при сжатии от 6 до 30 МПа на основе известково-кремнеземистого вяжущего и силикатных масс, позволяющие получать термостойкие (более 30 теплосмен в режиме нагрев-воздух) изделия.

2 Предложены оптимальные количества добавок: микрокремнезема, нефелинового шлама и гипса 3-5 мае. %, жидкого стекла - 3 %, обеспечивающие устойчивость формовочной массы и повышенные эксплуатационные характеристики изделий.

3 Разработана технология волластонитсодержащих термосиликатных материалов с объемной плотностью до 1000 кг/м , включающая процесс по-ризации формовочной массы с использованием воздухововлечения с помощью интенсивного перемешивания массы в высокоскоростном смесителе, формование изделий методом литья или полусухого прессования (при давлении прессования до 1 МПа), подсушивание изделий, тепловлажностную (1=174 °С, Р=0,8 МПа и режим 2-8-2,5 час) и термическую (800 °С) обработки.

Автор защищает:

- физико-химические критерии оценки качества и пригодности природного и техногенного сырья для формирования прочных структур силикатного камня на основе известково-кремнеземистого вяжущего;

- закономерности формирования фазового состава и свойств в извест-ково-диатомитовом вяжущем при тепловлажностной обработке (t=174 °С, Р=0,8 МПа и режим 2,5-8-2,5 час) и последующей термообработке до 800 °С;

- влияние добавок микрокремнезема и белитсодержащего нефелинового шлама на фазообразование и формирование свойств композиций волла-стонита с известково-диатомитовым вяжущим при тепловлажностной и термической обработке;

- особенности гидротермального образования и кристаллизации волла-стонитоподобных гидросиликатов кальция - CSH (I), тоберморитов и C6SóH, которые при последующей термической обработке при температурах до 800 °С трансформируются в волластонит;

- составы и технологию термостойких волластонитсодержащих силикатных материалов с высокой стойкостью к действию алюминиевого расплава.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI, VII, VIII и IX Международных научно-технических симпозиумах имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2002-2005 гг.); П Всероссийской научной конференции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (г. Томск, 2002, 2004 гг.); Уральской научно-практической конференции «Строительство и образование» г. Екатеринбург, 2003 г.); Российской научно-практической конференции «Получение и свойства полифункциональных материалов, диагностика, технологический менеджмент» (г. Томск, 2003 г.); Международной научно-практической конференции «Наука, технология и производство силикатных материалов - настоящее и будущее» (г. Москва, 2003 г.); X юбилейной Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2004 г.); 61-й научно-технической конференции НГАСУ (СИБСТРИН) (г. Новосибирск, 2004 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (г. Бийск, 2004 г.); Международной научной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения» (г. Волгоград, 2004 г.); V Всероссийской научно-практической конференции «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (г. Белокуриха, 2005 г).

Публикации по работе

По материалам диссертационной работы опубликованы 21 работа в сборниках тезисов и докладов, трудах и материалах Всероссийских и Международных конференций, в том числе 4 статьи в специализированных научных журналах, получен 1 патент.

Структура и объем диссертационной работы

Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 141 наименований; содержит ISO страниц машинописного текста и включает 56 рисунков, 30 таблиц и приложение.

Заключение диссертация на тему "Составы и технология термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Композиции на основе дисперсного волластонита (50-80 мкм) и известко-во-диатомитового вяжущего обеспечивают получение термостойких материалов различной плотности по двустадийной технологии - тепловлаж-ностная обработка (t = 175 °С, Р = 0,8 МПа) на первой стадии и термическая обработка до 800 °С на второй стадии.

2. Прочность изделий на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим на стадии гидротермального синтеза обеспечивается направленным фазообразованием низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH (I), СбЭбН на поверхности кристаллов волластонитового заполнителя, что усиливает сцепление цементирующей связки с заполнителем.

3. Прочность изделий на основе композиции волластонита с известково-диатомитовым вяжущим на стадии термической обработки обусловлена интенсивно протекающими процессами дегидроксилирования гидратных соединений в цементирующей связке с образованием вторичного волластонита без значительных изменений объема.

4. Содержание дисперсного волластонита (50-80 мкм) в количестве 35-40 % в составе силикатной массы обеспечивает возможность получения изделий различной плотности, достижения высоких значений прочностных характеристик при сжатии и при изгибе, термической стойкости, как в режиме воздух-воздух, так и в режиме алюминиевый расплав-воздух при нагреве при 800°С. При увеличении содержания волластонита в составе силикатных масс более 40 % происходят изменения в структуре изделия за счет увеличения числа контактов частиц заполнителя между собой, что приводит к снижению прочности изделия. Причем значения предела прочности при сжатии и при изгибе волластонитсодержащих изделий близки по своим значениям (Rc»= 14 МПа, R^—l 1,6 МПа), что свидетельствует о выраженном армирующем эффекте волластонита.

5. Увеличение прочности изделий на основе известково-диатомитовых вяжущих достигается при соотношениях CaO:SiC>2, изменяющихся в пределах от 1,2 до 0,9, что обеспечивает более полное взаимодействие извести и кремнезема в процессе тегоювлажностной обработки, за счет повышенной реакционной способности диатомита.

6. Белитсодержащая добавка (нефелиновый шлам) в количестве 5 % обеспечивает увеличение прочности изделий после тепловлажностной обработки на 35-40 %, за счет активированного твердения Р-СгБ нефелинового шлама в присутствии извести, с образованием высокоосновных гидросиликатов кальция Сг8Н (А) и Сг8Н (С), с последующим переходом их в низкоосновные гидросиликаты кальция, кроме того, установлено образование гидрогранатов.

7. Увеличение прочности силикатных систем с добавлением микрокремнезема на 10-15 %, обусловлено его высокой дисперсностью - частицы микрокремнезема располагаются в межзерновом пространстве силикатного камня, частично заполняют более крупные поры, уплотняя и упрочняя изделие, формируют мелкопористую структуру в изделии. Высокая реакционная активность микрокремнезема по отношению к гидроксиду кальция способствует образованию большего количества гелеобразных форм гидросиликатов кальция тоберморитовой группы, которые прочно связывают игольчатые кристаллы волластонита и при последующей термической обработке трансформируются в волластонит.

8. Совместное введение добавок белитсодержащего шлама и микрокремнезема до 5 % в композицию волластонита с известково-диатомитовым вя-. жущим способствует повышению прочности и термостойкости изделий за счет дополнительного образования волластонитоподобных гидросиликатов кальция с более высокой степенью насыщения оксидами кальция и кремния (окенит, ксонотлит), которые дегидратируют при температурах 700-800 °С, образуя силикатный камень с высокой степенью химического сродства: волластонит связки - волластонит заполнитель.

9. Плотности термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-диатомитовым вяжущим на уровне 600-1000 кг/м обеспечиваются поризацией силикатных масс воздухововлечением при интенсивном перемешивании, более высокие плотности изделий 1000-1500 кг\м достигаются прессованием силикатных масс до 0,5 МПа.

10. Изготовление пористых термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим проводится путем смешения компонентов силикатной массы с В/Т = 0,9 при интенсивном перемешивании массы в высокоскоростных мешалках со специальными лопастями с последующим литьем изделий в разъемные механические формы или полусухим прессованием при минимальном давлении до 1 МПа.

11.Термостойкие материалы предложенных составов на основе композиции волластонита с известково-диатомитовым вяжущим имеют термостойкость в 10-20 раз выше асбестсодержащих термосиликатных материалов и высокую устойчивость к действию алюминиевого расплава (Краевой угол смачивания капли алюминиевого расплава на поверхности изделия составляет 100-150 град).

Библиография Антипина, Светлана Анатольевна, диссертация по теме Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

1. Бутг, Ю. М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю. М. Бутг. М, : Высшая школа, 1980. - 472 с.

2. Эйтель, В. Физическая химия силикатов / В. Эйтель. М. : Иностранная литература, 1962.-1055 с.

3. Бесси, Дж. Е. Изделия на основе негидравлических вяжущих, содержащих гидросиликаты кальция / Дж. Е. Беси // Химия цементов.- М. : Издат. Лит-ры по строительству, 1969. С. 375-402.

4. Химия цементов / Под ред. X. Ф. У. Тейлора. М. : Издательство литературы по строительству, 1969. - 501 с.

5. Боженов, П. И. Технология автоклавных материалов / П. И. Боженов. Л. : Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1978. - 368 с.

6. Автоклавная обработка силикатных изделий / Под ред. С. А. Кржеминского. М. : Стройиздат, 1974. - 160 с.

7. Саталкин, А. В. Высокопрочные автоклавные материалы на основе известково-кремнеземистых вяжущих / А. В. Саталкин, П. Г. Комохов. М. : Стройиздат, 1966. - 343 с.

8. Ступаченко, П. П. / П. П. Ступаченко // Доклады РИЛЕМ. М., Стройиздат, 1964.

9. Волженский, А. В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов/ А. В. Волженский, Ю. С. Буров, Б. Н. Виноградов, К. В. Гладких. М. : Стройиздат, 1969. - 475 с.

10. Боженов, П. И. Нефелиновые шламы / П. И. Боженов, В. И. Кавалерова. М. : Высшая школа, 1966. - 211 с.

11. Овчаренко, Г. И. Влияние условий твердения на свойства зольного и золоцеолитсодержащего вяжущих // Г. И. Овчаренко. / Материалы Всероссийской научно-технической конф. Актуальные проблемы строительного материаловедения. Томск : 1998. - 276 с.

12. Капачаускас, И. М. Исследование физико-химических свойств пыли-уноса цементных печей : Сб. тр. / И. М. Капачаускас, К. В. Клупшас, К. К. Эйдукявичус. /ВНИИтеплоизоляция, 1967. Вып. 2.

13. Боженов, П. И. Силикаты магния сырьевая база автоклавных материалов / П. И. Боженов, В. В. Сальникова, Прокофьева // Строительные материалы. - 1969. - № 11. - С. 25-26.

14. Хавкин, Л. М. Технология силикатного кирпича / Л. М. Хавкин. М. : Стройиздат, 1982. -384 с.

15. Технология изделий из силикатных бетонов / Под ред. А. В. Саталкина. М. : Стройиздат, 1972. - 344 с.

16. Ивахно, Н. В. Интенсификаторы помола извести, песка и их смесей : сб. тр. / Н. В. Ивахно, Н. А. Чулкова, В. В. Царьков. / ВНИИстром. Москва, 1970. - № 18. (46).

17. Кремнистое сырье СССР. Татарск : кн. изд-во, 1976.

18. Сырьевая база кремнистых пород СССР и их использование в народном хозяйстве. М. : Недра, 1976.

19. Ананьев, А. И. Теплотехнические свойства и морозостойкость теплоизоляционного пенодиатомитового кирпича в наружных стенах зданий / А. И. Ананьев // Строительные материалы. 2003. - № 7. - С. 14 - 16.

20. Пат. 1578113 Российская Федерация, МПК С 04 В 38/02. Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона / А. В. Волженский, О. А. Коковин, Т. Н. Павлова, А. П.

21. Супрунюк, Б. А. Банков, Е. А. Борисова (Россия). заявл. 23.10.89 ; опубл. 15.07.90. Бюл. № 26.

22. Пат. 2184099 Российская Федерация, МПК 04 В 28/26, 38/00. Композиция для получения теплоизоляционного материала / В. А. Сырых, Г. И. Залдат (Россия). № 2000105875/03 ; заявл. 20.11.2000 ; опубл. 10.03.2000.

23. Андреева, Н. П. Применение диатомовой земли в сухих строительных смесях / Н. П. Андреева // Строительные материалы. 2003. - № 4. - С. 17.

24. Кукса, П. Б. Высокопористые керамические изделия, полученные нетрадиционным способом / П. Б. Кукса, А. А. Акберов // Строительные материалы. 2004. - № 2. - С. 34 -35.

25. Боженов, П. И. Цементы автоклавного твердения и изделия на их основе / П. И. Боженов, В. И. Кавалерова, В. С. Сальникова, Г. Ф. Суворова, Л. И. Холопова. М. : Госстройиздат, 1963. - 245 с.

26. Виноградов, Б. Н. Сырье для производства автоклавных силикатных бетонов / Б. Н. Виноградов. М.: Стройиздат, 1966. - 278 с.

27. Волженский, А. В. Твердение вяжущих на основе топливных гранулированных шлаков : Сб. тр. / А. В. Волженский, К. В. Гладких, Б. Н. Виноградов / ВНИИстром. Москва, 1960. - Вып. 2.

28. Волженский, А. В. Минеральные вяжущие вещества / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников. М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

29. Кудряшов, И. Т. Ячеистые бетоны / И. Т. Кудряшов, В. П. Куприянов. М. : Стройиздат, 1959. - 390 с.

30. Зейфман, М. И. Изготовление силикатного кирпича и силикатных ячеистых материалов / М. И. Зейфман. М.: Стройиздат, 1990. - 184 с.

31. Бутг, Ю. М. Твердение вяжущих при повышенных температурах / Ю. М. Бутт, Л. Н. Рашкович. М.: Изд-во литературы по строительству, 1961. - 232 с.

32. Бутт, Ю. М. Долговечность автоклавных силикатных бетонов / Ю. М. Бутт, К. К. Куатбаев. М.: Стройиздат, 1960. - 403 с.

33. Баженов, Ю. М. Бетоны повышенной долговечности/ Ю. М. Баженов //Строительные материалы. 1974. - № 09. - С. 14-21.

34. Горяйнов, К. Э. Технология производства полимерных и теплоизоляционных изделий / К. Э. Горяйнов, В. В. Коровникова. М.: Высшая школа, 1975. - 295 с.

35. Виноградов, Б. Н. Сырьевая база промышленности вяжущих веществ СССР / Б. Н. Виноградов. М.: Стройиздат, 1971. - 341 с.

36. Волчек, И. 3. Экструзионный асбестоцемент / И. 3. Волчек, Э. А. Валюков. М. : Стройиздат, 1989. - 267 с.

37. Верней, И. И. Технология асбестоцементных изделий / И. И. Верней. М. : Высшая школа, 1977.-230 с.

38. Горлов, Ю.П. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы / Ю. П. Горлов, Н. Ф. Еремин, Б. У. Седунов. М.: Стройиздат, 1976. - 193 с.

39. Беркович, Т.М. Комбинированная гидротермальная обработка асбестоцементных изделий / Т. М. Беркович. М.: Стройиздат, 1967. - 347 с.

40. Везенцев, А. И. К вопросу о безопасном применении асбеста / А. И. Везенцев, С. М. Нейман, Е. А. Гудкова, Л. Н. Наумова, И. В. Саноцкий // Строительные материалы. 2004. -№4.-С. 38-39.

41. Соболев, Н.Д. Ведение в асбестоведение/ Н. Д. Соболев. М.: Недра, 1972. - 226 с.

42. Лугинина, И. Г. Изменение свойств хризотил-асбеста в асбестоцементных изделиях под действием цементного камня и погодных факторов / И. Г. Лугинина, А. И. Везенцев, С. М. Нейман и др. // Строительные материалы. 2001. - № 9. - С. 16-18.

43. Производство огнеупорных изделий из асботермосиликата // Регламент технологический. ИН. П - 54.023-99.

44. Пат. 2057738 Российская Федерация, МПК С04В28/18. Смесь для изготовления теплоизоляции / В. С. Розанова, В. А. Скороходов, Н. И. Демиденко, Л. А. Алехина (Россия). № 93035601/33 ; заявл. 08.07.93 ; опубл. 10.04.96.

45. Петров, В. П. Волластонит / В. П. Петров, Е. Д. Белянкина, М. А. Лицарев, Б. 3. Чистяков. М.: Наука, 1982. - 112 с.

46. Вредные вещества в промышленности. Л.: Химия, 1977. - Т. 3. - 608 с.

47. Работа с асбестом и асбестосодержащими материалами: Санитарные правила и нормы. — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. 62 с.

48. Демиденко, Н. И. Волластонит новый вид природного сырья / Н. И. Демиденко, Л. И. Подзорова, В. С. Розанова, В. А. Скороходов, В. Я. Шевченко // Стекло и керамика. - 2001. - №9.-С. 14-17.

49. Никонова, Н. С. Волластонит в силикатных матрицах ' / Н. С. Никонова, И. Н. Тихомирова, А. В. Беляков, А. И. Захаров // Стекло и керамика. 2003. - № 10. - С. 38-42.

50. Чистяков, Б. 3. Перспективы использования волластонита / Б. 3. Чистяков // Волластонит. -М.: Наука, 1982. С. 15-18.

51. Шевченко, В. П. Использование волластонита в керамической промышленности // Огнеупоры и техническая керамика. 2000. - № 4. - С. 31-32.

52. Бессмертный, B.C. Глазурованная стеновая керамика с улучшенными физико-механическими и декоративными свойствами / В. С. Бессмертных, М. В. Сероштан, А. А. Ляшко и др. // Стекло и керамика. 2000. - № 5. - С. 21-23.

53. Азаров, Г. М. Волластонитовое сырье и области его применения (обзор) / Г. М. Азаров, Е. В. Майорова, М. А. Оборина, А. В. Беляков // Стекло и керамика. 2002. - № 11. - С. 2527.

54. Исмаилов, А. X. Исследование влияния волластонита на структуру и свойства фарфора / А. X. Исмаилов, А. К. Жалилов // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1980. - № 2. - С. 7-9.

55. Бариз, М. И. Плиточные массы, содержащие волластонит / М. И. Бариз, В. Ф. Павлов, И. Ю. Бушмина // Стекло и керамика. 1984. - № 3. - С. 19-21.

56. Гальперина, М. К. Облицовочные плитки на основе синтезированного волластонита / М. К. Гальперина, Н. С. Лыхина, Н. П. Тарантул // Стекло и керамика. 1980. - № 10. - С. 1617.

57. Гальперина, М. К. Керамические плитки из сырья Казахстана / М. К. Гальперина, Н. П. Тарантул // Стекло и керамика. 1991. - № 12. - С. 23.

58. Нудельман, Б. И. Применение босагинского волластонита для строительной керамики / Б. И. Нудельман, 3. П. Нуруллаев, М. М. Гольдшмит, М. Ш. Ушарова // Стекло и керамика. -1980.-№9.-С. 17-18.

59. Демиденко, Н. И. Микроструктура и свойства материала на основе природного волластонита / Н. И. Демиденко, Г. Б. Тельнова // Стекло и керамика. 2004. - № 6. - С. 1415.

60. Эйрих, В. И. О применении волластонита в производстве Композиционных строительных материалов и изделий на основе цемента / В. И. Эйрих, С. В. Березовский,

61. H. П. Тарантул, И. Н. Иорамашвили, Г. В. Конов // Строительные материалы. 1996. - №1.-С. 14-17.

62. Пат. 97116365 Российская Федерация, МПК С04В28/18. Способ получения теплоизоляционного материала на основе волластонита / Ю. Ю. Александров, С. А. Жморщук, Д. Б. Ошурков, Н. П. Стародубцев (Россия). № 97116365/03 ; заявл. 25.09.97 ; опубл. 27.06.99.

63. Пат. 54-48855 МПК C01B33/32. Термостойкий волокнистый листовой материал / М. Акасэ, Й. Асаоми, С. Йаоки (Япония). № 54-48855 ; заявл. 24.09.77 ; опубл. 03.07.88.

64. Пат. 4144121 (США). Method for producting asbestos free calcium silicate board and the board produced thereby / T. Otorema, K. Kubota, M. Gamamoto, Nippon Asbestos Co., Ltd. - № 51-53016 ; заявл. 3.05.77 ; опубл. 13.03.79.

65. Пат. 2243164 Produits en cristaux de wollastonite et leur procede de fabrication / K. Kubo, K. K. Osaka Packing Seizosho (Франция). № 332492 ; заявл. 10.09.73 ; опубл. 4.04.75.

66. Мчедлов-Петросян, О. П. Химия неорганических строительных материалов / О. П. Мчедлов-Петросян. М. : Стройиздат, 1974. - 224 с.

67. Комохов, П. Г. Наукоемкая технология конструкционного бетона как композиционного материала / П. Г. Комохов // Строительные материалы. 2002 - № 5. - С. 26-27.

68. Козлова В. К. Продукты гидратации кальциево-силикатных фаз цемента и смешанных вяжущих веществ / В.К. Козлова, Ю.А. Ильевский, Ю.В. Карпова // Изд. АлтГТУ Барнаул. -2005.185 с.

69. Батраков, В. Г. Модифицированные бетоны / В. Г. Батраков. М. : Стройиздат, 1990. -383 с.

70. Гоберис, С. Свойства жаростойкого бетона на портландцементе с добавкой микрокремнезема/ С. Гоберис, В. Антонович // Новые огнеупоры. -2002. -№ 5.-С. 33-36.

71. Радина, Т. Н. Оценка свойств зернистых теплоизоляционных материалов на основе высокомодульных жидких стекол и микрокремнезема / Т. Н. Радина, Е. А. Дмитриева // Труды БрГТУ. — Братск, 2002. Том 2. - С. 67-69.

72. Кудяков, А. И. Технология получения легкого зернистого материала на основе микрокремнезема / А. И. Кудяков, Т. Н. Радина // Строительные материалы. 2002. - № 10. -С. 34.

73. Пат. 2128633 Российская Федерация, МПК С04В28/26. Сырьевая смесь и способ получения теплоизоляционного материала / Т. Н. Радина, Ю. П. Карнаухов, И. П. Невмержицкий, A.B. Евсин, Д. С. Сазонов (Россия). №96115722/03 ; заявл. 29.07096 ; опубл. 10.04.99.

74. Клименко, Т. Н. Производство портландцемента на основе нефелинового шлама в ОАО Ачинского глиноземного комбината / Т. Н. Клименко // Расширение областей использования нефелинового шлама : материалы науч.-практич. семинара. Ачинск, 2001. -С. 16-21.

75. Байбеков, Я. X. Производство силикатного кирпича из нефелинового шлама на Ачинском глиноземном комбинате / Я. X. Байбеков // Расширение областей использования нефелинового шлама : материалы науч. семинара. Ачинск, 2001. - С. 23-25.

76. Погодаев, А. М. Получение волластонита из нефелинового шлама и других отходов металлургического производства / А. М. Погодаев // Расширение областей использования нефелинового шлама : материалы науч.-практич. семинара. Ачинск, 2001. - С. 48-50.

77. Белов, Н. В. Очерки по структурной минералогии / Н. В. Белов. М. : Недра, 1976. - 344 с.

78. Ларионова, 3. М. Петрография цементов и бетонов / 3. М. Ларионова, Б. Н. Виноградов. М. : Стройиздат, 1974. - 352 с.

79. Будников, П. П. Химия и технология силикатов / П. П. Будников. Киев : Наукова думка, 1964. - 536 с.

80. Четвертый Международный конгресс по химии цементов. М. : Стройиздат, 1964,- 178 с.

81. Первухин, JI. Б. Материалы на основе волластонита для футеровки оборудования литья алюминия / JI. Б. Первухин, Д. А. Сафранов // Новые огнеупоры. 2003. - №8. - С. 13-16.

82. Юрков, А. Л. Огнеупоры для алюминиевой промышленности: проблемы применения новых материалов // Новые огнеупоры. 2003. - № 5. - С. 72.

83. Спицин, А. С. Теплоизоляция Promat для алюминиевой промышленности / А. С. Спицин // Огнеупоры и техническая керамика. 2004. - №11. - С. 42-46.

84. Прибил, М. Особые достоинства микропористых материалов / М. Прибил, А. С. Спицин, В. Краселт // Огнеупоры и техническая керамика. 2005. - № 2. - С. 25-29.

85. Скурихин, В. В. Огнеупоры для электролизеров, печей обжига анодов и прокаливания глинозема // Новые огнеупоры. 2004. - № 10. - С. 66 - 71.

86. Суворов, С.А. Высокотемпературные теплоизоляционные материалы на основе вермикулита / С. А. Суворов, В. В. Скурихин // Огнеупоры и техническая керамика. 2002. -№ 12.-С. 39-44.

87. Суворов, С. А. Физико-химические исследования и свойства интегрированных высокотемпературных теплоизоляционных материалов / С. А. Суворов, В. В. Скурихин // Новые огнеупоры. 2004. - № 2. - С. 18-24.

88. Пихутин, И. А. Безасбестовые материалы для футеровки литейной оснастки / И. А. Пихутин, В. К. Шилкин // Новые огнеупоры. № 12. - 2004. - С. 24-26.

89. Русанова, Л.Н. Керамические изделия из волластонита производства «ОНПП «Технология» и опыт их эксплуатации на предприятиях алюминиевой промышленности / Л. Н. Русанова, М. К. Алексеев, И. Н. Бизин // Новые огнеупоры. № 10. - 2004. - С. 24-28.

90. Розанова, В. С. Теплоизоляционный материал на основе волластонита / В. А. Скороходов, Н. И. Демиденко, Л. А. Алехина II Технология легких сплавов. 1991. - Вып. 12. -С. 41 - 46.

91. Первухин, Л. Б, Композиции из волластонита для футеровки оборудования при литье алюминия / Д. А. Сафранов, В. В. Цицилин // Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья /. Бийск, 2002. - С. 54-56.

92. A.C. 986853 СССР, МКИ С 01 В 33/24. Способ получения гидросиликатного продукта / Е.Е. Мартиросян, К.И. Саснаускас, А.А Баландис и др. (СССР) // Открытия. Изобретения. -1983.-№1.

93. Саснаускас, К. И. Теплоизоляционные материалы и изделия (плотностью до 200 кг/м3) на основе гидросиликатов кальция. / Р. В. Шяучюнас, А. В. Волженский. // Строительные материалы. 1987. - № 8. С. 23-26.

94. Цветков, М. М. Состояние и перспективы разработки керамических материалов на основе волластонита. / Е. И. Суздальцев. // Новые огнеупоры. № 5. - 2003. С. 34.99. http: //www.korsar.com/blm/rus/articles/a4voll.html

95. Золоев, К. К. Геологические условия размещения асбестоносных полей Урала / К. К. Золоев // Закономерности размещения полезных ископаемых. 1962. - Т.6.

96. Хмара, А. Я. Сысертская антофиллит-асбестовая провинция на Урале / А. Я. Хмара // Закономерности размещения полезных ископаемых: сб. тр. / Изд. АН СССР. 1962. - Т.6.

97. Дистанов, У. Г. Ресурсы кремнистых опаловых пород в СССР / У. Г. Дистанов, С. П. Никоноров, А. П. Пленкин и др. // Строительные материалы. 1973. - № 3. - С. 20-21.

98. Лохова, Н. А. Обжиг материала на основе микрокремнезема / Н. А. Лохова, И. А. Макарова, С. В. Патраманская. Братск : БрГТУ. - 2002, - 163 с.

99. ТУ 5726 001 - 455 555 40 - 99. Концентраты волластонитовые. - 20 с.

100. Бетехтин, А. Г. Минералогия / А. Г. Бетехпш. М. : Государственное издание Геологической Литературы, 1950. - 956 с.

101. Расширение областей использования нефелинового шлама : материалы науч.-практич. семинара. Ачинск, 2001. - 77 е.

102. Волкова, О. Е. Стеновые материалы на основе глиежей и микрокремнезема: Дис. канд. техн. наук / О. Е. Волкова. Томск, 2000. - 291 с.

103. Шульце, В. Растворы и бетоны на нецементных вяжущих / В. Шульце, В. Тишер, В. П. Эттель. М.: Стройиздат, 1990. - 239 с.

104. Ратинов, В. Б. Добавки в бетон /Т.Н. Розенберг. М.: Стройиздат, 1973. - 207 с.

105. Пономарев, А.И. Методы химического анализа силикатных и горных карбонатных пород / А. И. Пономарев. М.: Изд. АН СССР, 1961. -414 с.

106. Миркин, Л. И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов / Л. И. Миркин. М.: В. Ш., 1961.- 865 с.

107. Берг, Л. Г. Введение в термографию / Л. Г. Берг. М.: Изд. АН СССР. - 1961. - 396 с.

108. Иванов, В.П. Термический анализ минералов и горных пород / В. П. Иванов и др. Л. : Недра, 1974.-309 с.

109. Горшков, B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / B.C. Горшков, В. В. Тимашев, В. Г. Савельев. М.: Высшая школа, 1981. - 334 с.

110. Современные методы минералогического исследования / Под ред. Е. В. Ронсковой. -М.: Недра, 1969. Ч. 1. - 182 с.

111. Лазарев, А.И. Колебательные спектры и строение силикатов / А. И. Лазарев. Л.: Наука, 1968. - 142 с.

112. Бутт, Ю. М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов / Ю. М. Бутт, В. В. Тимашев. М.: В. Ш., 1973. - 502 с.

113. Бобкова, Н. М. Физическая химия силикатов / Н. М. Бобкова. Минск : Вышэйш. Школа, 1977.-268 с.

114. Силикатные породы. Химические методы: инструкция № 163-Х.- М. : ВИМС, 1979. -20 с.

115. Мороз, ИИ. Справочник по фарфоро-фаянсовой промышленности / И. И. Мороз, М.С. Комская, М.Г. Сивчикова- М.: Легкая индустрия, 1976. 296 с.

116. Мирок, О. А. Оценка техногенного сырья для получения вяжущих веществ / О. А. Мирок, И. С. Ахметов // Строительные материалы. -2002. № 9. - С.7-8.

117. Массацца, Ф. Химия пуццолановых добавок и смешанных цементов / Ф. Массацца // VI Международный конгресс по химии цемента. М., 1976. - Т. 3. - С. 209-221.

118. СНиП 2.03.11-85 (Приложение 6). М.: Стройиздат. 1986. 45 с.

119. Маракушев, А. А. Термодинамика метаморфической гидратации минералов / A.A. Маракушев. М.: Изд. Наука, 1968. - 200 с.

120. Верещагин, В. И. Технологические исследования нетрадиционного кремнеземистого сырья / В. И. Верещагин, В. Н. Смиренская, С. А. Антипина, И. А. Гавриленко // Проблемы геологии и освоения недр: труды научного симпозиума. Томск, 2002. - С. 519-520.

121. Антипина, С. А. Особенности поведения диатомита при воздействии температурной обработки в производстве силикатных изделий. / С. А. Антипина, В. Н. Смиренская, В. И. Верещагин // Техника и технология силикатов. 2004. - № 4. - С. 2-7.

122. Ахундов, А. А. Перспективы совершенствования технологии пенобетона / А. А. Ахундов, В. И. Удачкин // Строительные материалы. № 3. - 2002. - С. 10-11.

123. Федосов, С.В. Оценка кинетики структурообразования при тепловлажностной обработке бетона / С. В. Федосов, М. В. Торопова, С. М. Базанов // Цемент и его применение. 2004. -№ 3. - С. 6-8.

124. Калугин, В.Г. Конструкционно-теплоизоляционные материалы и изделия на основе волластонита для алюминиевой промышленности / В. Г. Калугин, Ю. П. Костырев, И. Г. Куксин // Новые огнеупоры. № 9. - 2004. - С. 8-9.

125. Патент № 2258682 Российская Федерация, МКИ С 04 В 28/18. Шихта для изготовления термосиликатного материала / В. И. Верещагин, В. Н. Смиренская, С. А. Антипина. Опубл. 20.08.2005.

126. Антипина, С. А. Термосиликатный материал для алюминиевой промышленности. / С. А. Антипина, В. Н. Смиренская. // Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья. Белокуриха, 2005. - С. 72 - 76.

127. Гоберис, С. А. К вопросу о термостойкости неформованных огнеупорных материалов / С. А. Гоберис // Новые огнеупоры. -№ 11,- 2003. С. 65-68.

128. Стрелов, К. К. Современное состояние теорий термостойкости и перспективы их развития / К. К. Стрелов, Г. А. Гогоци // Огнеупоры. 1974. - № 9. - С. 39-47.

129. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии / Ю. Г. Фролов. М. : Химия, 1985. - 400 с.

130. Хавкин, J1. М. Исследование изменения прочности силикатного кирпича после запаривания / Л. М. Хавкин // Сб. тр. РосНИИМС. М., 1954. - С. 38-42.

131. Михеенков, М.А. Кинетика твердения цементных безавтоклавных пенобетонов в присутствии силиката натрия / М. А. Михеенков, Н. В. Плотников, Н. С. Лысаченко // Строительные материалы. № 3. - 2004. - С. 35-38.

132. Антипина, С. А. Роль волластонита в формировании структуры газосиликата. / С. А. Антипина, В. Н. Смиренская. // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий. -Томск, 2004. С. 6 - 8.

133. High Temperature Insulation Handbook, "Promat GmbH" Corporate "Edition", 903.901-5/03-4K.