автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Изоляционные материалы из базальтовых волокон, полученных индукционным способом

ООЗОБ1Э82

На правах рукописи

ТАТАРИНЦЕВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН, ПОЛУЧЕННЫХ ИНДУКЦИОННЫМ СПОСОБОМ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Томск-2006

003061982

Работа выполнена в Институте проблем химико-энергетических технологий СО РАН и Федеральном государственном унитарном предприятии «Федеральный научно-производственный центр «Алтай»

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Ворожцов Борис Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кудяков Александр Иванович

доктор технических наук, профессор Овчаренко Геннадий Иванович

доктор технических наук, профессор Завадский Владимир Федорович

Ведущая организация ООО «РОМЕКС-Сибирь»,

г. Новосибирск

Защита состоится 30 марта 2007 года на заседании диссертационного совета Д212.265.01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 27 февраля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д212.265.01 ~ Скрипникова Н.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Проблемы энергосбережения, защиты окружающей среды, снижения металлопотребления поставили перед строительной отраслью ряд неотложных задач, среди которых создание новых теплоизоляционных и конструкционных материалов и организация производств, обеспечивающих их выпуск, играют решающую роль. К таким материалам следует отнести базальтовые волокна и изделия из них в виде ваты, матов, плит, скорлуп, ровингов, тканей, сеток, пластиков, обладающие рядом уникальных свойств: минимальной тепло- и звукопроводимостью, экологической чистотой, устойчивостью к огню, кислотам, щелочам, влагостойкостью и долговечностью. Применение базальтово-локнистого утеплителя позволяет не только экономить тепловую энергию на отопление, но и увеличить полезную площадь за счет уменьшения толщины стен, сократить расходы на фундаменты, проводить модернизацию и капитальный ремонт существующих зданий и сооружений с целью приведения их ограждающих конструкций в соответствие с современными требованиями по теплотехнике. Эффективно использование базальтовых грубых волокон в качестве армирующего материала взамен асбеста и металла в производстве асбестоцементных и железобетонных конструкций, а ровингов и нитей при изготовлении базальтопластиков, по основным техническим характеристикам не только не уступающих стеклопластикам, но и превосходящих их по модулю упругости, ударной вязкости и стойкости к агрессивным средам. Несомненным преимуществом этих полимерных композитов является стабильность качественных показателей при длительной эксплуатации. Продукция из природного камня получила признание во всем мире. Однако существующие объемы производств отечественных базальтоволокнистых материалов неизмеримо малы относительно спроса, технологии, на которых они базируются, морально устарели, а выпускаемая продукция не всегда удовлетворяет современным требованиям, в том числе по экологичности. В то же время одни зарубежные фирмы успешно завоевывают российский рынок строительных теплоизоляционных материалов, другие, экспортируя базальтовые нити и ровинги, значительно продвинулись в технологии производства композиционных изделий. Исходя из этого, задачи создания эффективных утеплителей и полимерных композитов со специальными свойствами, в качественном отношении превосходящих зарубежные аналоги, а также технологических процессов их промышленного получения не вызывают сомнений в актуальности. Безусловно, что разработки эти необходимо вести на надежном фундаменте научных исследований, начиная с выбора сырья и методов его переработки и кончая утилизацией отходов производства изделий.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с конверсионными программами по приоритетным направлениям науки и техники, утвержденными ГУ боеприпасов и спецхимии Комитета оборонных отраслей промышленности РФ (тема «Базальт», договор № 17/Н-93/113-Г), Департаментом БпиСХ Минэкономики России (тема «Диабаз», договор № 65/Э-105 ЮС-99), с планами научно-исследовательских работ Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН за 2001 - 2006 гг., интеграционным проектом ОХНМ РАН по приоритетному направлению «Энерго- и ресурсосберегающие технологии», международным интеграционным проектом с HAH Беларуси «Развитие научных основ получения тонкого непрерывного волокна из горных пород и реализация их в опытном производстве» и грантом РФФИ № 05-08-17904.

Целью работы является научное обоснование создания из минерального сырья эффективных изоляционных материалов строительного назначения и разработки технологических процессов их получения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- выявить особенности физико-химических свойств расплавов горных пород и установить критерии их пригодности для получения различного вида базальтовых волокон с учетом выбранных условий плавления;

- определить режимы и параметры технологического процесса получения минеральной ваты с использованием индукционного метода плавления горных пород в водоохлаждаемом тигле и раздува расплава сжатым воздухом и рассмотреть пути повышения его эффективности;

- изучить механизм формирования штапельных волокон в газодинамического поле и разработать физико-математическую модель волокно-образования из расплавов;

- проанализировать принципы компоновки рецептур связующих и исследовать процессы, сопровождающие получение на их основе волокнистых утеплителей;

- осуществить реализацию результатов научных исследований в технологиях производства базальтоволокнистых строительных материалов;

- исследовать и обосновать возможность создания армированного базальтовыми волокнами полимерного композита с повышенной тепло- и водостойкостью.

Объектами исследования служили магматические горные породы, изготовленные из них волокна и изделия, а также технологические процессы их получения.

Предметы исследования: выбор сырья, проектирование составов, температурно-временные условия плавления пород и волокнообразова-

ния из расплавов, процессы сушки волокнистых материалов и влагопе-реноса в пластиках.

В работе использованы физические и химические методы исследования состава и структуры исходных веществ и композиционных материалов на их основе, методы математического моделирования для прогнозирования свойств расплавов и установления теоретических зависимостей параметров волокон от условий плавления и волокнообразования

Научная новизна. Получены новые знания в области переработки минерального сырья в базальтоволокнистые строительные материалы с высокими эксплуатационными свойствами. При этом впервые:

- расширены представления о взаимосвязи физико-химических свойств расплавов с минеральным и химическим составом горных пород, на основании которой выбраны и оптимизированы критерии их пригодности для производства штапельных и непрерывных волокон, основными из которых следует считать поверхностное натяжение, температуру верхнего предела кристаллизации, краевой угол смачивания материала фильерного питателя и вязкость. Получено многофакторное уравнение регрессии, позволяющее с высокой степенью точности прогнозировать вязкость расплава при заданной температуре по химическому составу сырья;

- установлено, что перегрев расплава в границах 1700...2100 °С приводит к его полной дегазации и гомогенизации в течение 5... 10 мин, что обеспечивает формирование волокон с минимальным количеством поверхностных дефектов и однородной структурой, обусловливающих их высокие физико-механические свойства;

- выполнено научное обоснование технологии получения минеральной ваты методом индукционного плавления горных пород с последующим раздувом расплава сжатым воздухом до супертонких волокон, обеспечивающей выпуск продукции, удовлетворяющей современным требованиям строительной отрасли, предъявляемым к волокнистым теплоизоляционным материалам;

- с использованием совокупности математических соотношений для расчета параметров струи расплава и образующихся волокон разработана физико-математическая модель преобразования расплава в волокно в газодинамическом поле с частотой акустических колебаний 20... 100 кГц, адекватность которой подтверждена экспериментальными результатами. Найденные теоретические закономерности явились основой для выбора рациональных технологических режимов производства минераловатных утеплителей;

- установлено, что создание эффективных теплоизоляционных материалов из базальтовых волокон возможно путем использования много-

компонентных связующих с корректирующими добавками, рациональный подбор которых обеспечивает высокую гидролитическую стойкость, широкий температурный интервал применения и долговечность изделий;

- экспериментально и аналитически показана возможность создания полимерного композита, армированного базальтовыми непрерывными волокнами, с повышенной тепло- и водостойкостью, обеспечивающего длительную эксплуатацию изоляционных конструкционных изделий при температуре 150 °С и 100 %-й влажности.

Достоверность результатов экспериментальных исследований и базирующихся на их основе защищаемых научных положений подтверждена использованием известных положений фундаментальных наук и непротиворечивых физико-математических моделей, удовлетворительным согласованием расчетных и опытных данных, анализом погрешностей экспериментов по стандартным методикам, проведением государственной экспертизы при оформлении патентов, а также успешным функционированием производств по выпуску базальтоволокнистой продукции, отвечающей требованиям нормативной документации.

Практическая значимость заключается в расширении номенклатуры горных пород для производства базальтовых волокон, применении найденных аппроксимационных зависимостей при выборе сырья и совершенствовании технологических процессов производства базальтоволокнистой продукции, в установлении и обосновании сроков эксплуатации утеплителей, в использовании теоретических и экспериментальных результатов исследований в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных работ в ТГАСУ, ТПУ и АлтГТУ.

Реализация результатов исследований. Основные положения и полученные результаты использованы при разработке технологических регламентов на производства минеральной ваты и теплоизоляционных плит, методик на проведение исследований базальтовых расплавов, инструкций по эксплуатации оборудования. Разработанные технологии получения базальтоволокнистых утеплителей внедрены на 9 предприятиях России.

На защиту выносятся:

- обоснование выбора минерального сырья для получения различного вида базальтовых волокон с учетом температурно-временных условий его плавления;

- способ изготовления минеральной ваты из супертонкого волокна с применением индукционного метода плавления горных пород в водоох-лаждаемом тигле и вертикального раздува расплава сжатым воздухом.

- гипотеза о механизме преобразования расплава в волокно в газодинамическом акустическом поле.

- конструкторско-технологические разработки способов производства теплоизоляционных изделий из минеральной ваты с решением сопутствующих задач по выбору связующих, обеспечивающих высокое качество продукции.

- комплекс экспериментально-теоретических исследований по организации непрерывной технологической линии переработки горных пород в теплоизоляционные мягкие плиты.

- результаты исследований по созданию тепло- и водостойкого композиционного материала с обоснованием выбора армирующего волокна и полимерной матрицы.

Апробация работы. Основные положения и результаты работ, составляющих содержание диссертации, обсуждались на совещаниях, семинарах, конференциях всероссийского и международного уровней, таких как «The Scientific Conference on use of Research Conversion Results in the Siberian Institutions of Higher Education for International Cooperation (Томск, 1995), межд. семинар «Нетрадиционные технологии в строительстве», (Томск, 1999), городская науч.-практ. конф. «Социально-экономические проблемы развития Бийска» (Бийск, 1999), специальная сессия межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности (Новосибирск, 1999), межд. Сибирская ярмарка «Siberia» (Новосибирск, 2001), I-VI Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (Бийск, 2001-2006), XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, (Казань, 2003), межвуз. конф. «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск, 2003), семинар «Химические аспекты нефтедобычи» (Новосибирск, 2004), читательская науч.-техн. конф. «Журнал «Строительные материалы» - 50 лет с отраслью» (Новосибирск, 2005), 25 и 26 межд. конф. «Композиционные материалы в промышленности» (Ялта, 2005, 2006). Часть разработок, выполненных по теме диссертации, отмечена дипломами и медалями межд. Сибирской ярмарки (1998, 1999, 2000), городской и краевой администраций (1999, 2002), межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» (2003).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 53 научные работы, в том числе 13 статей в рекомендуемых ВАК изданиях, 3 статьи в известных российских журналах, 32 доклада в сборниках конференций, получены 4 патента на изобретения и свидетельство на полезную модель.

Личный вклад автора состоит в формулировании основных научных идей, постановке задач и планировании исследований, разработке методов проведения экспериментов и испытаний, создании теоретических моделей и методик расчета, руководстве сотрудниками, выполняв-

шими работы по данной теме и авторском надзоре за организацией промышленных производств. При этом большая часть экспериментальных работ выполнена автором.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 360 наименований, 15 приложений. Работа изложена на 272 страницах текста, содержит 68 рисунков и 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, оценены научная новизна полученных результатов и их практическая значимость, обозначены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы и публикациях, объеме и структуре диссертации, а также дано краткое изложение материала по главам.

Первая глава содержит обзор литературы, в котором изложены сведения о направлениях работ и достигнутых результатах в области создания базальтоволокнистых изоляционных материалов. В ней рассмотрены и проанализированы способы плавления минерального сырья и формирования волокон из расплавов, приведены данные о разработках и производстве с использованием связующих органического и неорганического происхождения волокнистых утеплителей в России и за рубежом, обозначена проблема необходимости повышения эксплуатационных свойств превалирующих на строительном рынке стеклопластиковых труб для транспортировки жидкостей.

Проведенная сравнительная оценка плавильных агрегатов и способов переработки расплава в дискретные волокна показала, что наиболее предпочтительны для организации мало- и среднетоннажных производств индукционные печи и акустические дутьевые устройства. Плавление сырья токами высокой частоты позволяет за счет повышения температуры значительно ускорить процесс стекловарения и гомогенизации расплава и использовать однокомпонентное сырье, в том числе содержащее тугоплавкие примеси. Способ вертикального раздува расплава воздухом обеспечивает получение минеральной ваты из супертонкого волокна с минимальным содержанием неволокнистых включений без применения питателей из драгметаллов, однако общепризнанной теории, объясняющей механизм образования волокон в газодинамическом поле до сих пор нет. Остаются также малоизученными вопросы определения диапазона вязкости расплава, в пределах которого образуются волокна, и времени, за которое расплав при формировании волокон переходит из жидкого состояния в твердое. При современном состоянии понимания

процесса новые знания в данном направлении можно получить путем теоретического и экспериментального изучения.

Рынок строительных материалов России испытывает недостаток в эффективных теплоизоляционных изделиях. Большинство представленных на нем волокнистых утеплителей изготовлены с использованием органических связующих, присутствие которых ограничивает температурную область применения изделий до 250 °С и не обеспечивает их экологическую безопасность. Для тепловой изоляции трубопроводов используются в основном стеклянные волокна в виде ваты и прошивных матов, имеющих невысокую химическую и гидролитическую стойкость, существенно снижающую срок службы изоляционного покрытия.

Анализ условий эксплуатации стеклопластиковых труб, выпускаемых различными фирмами, показал, что продукция эта считается теплостойкой, если может выдерживать долговременное воздействие температур не ниже 120 °С. Однако до сих пор вопрос гарантированной работы трубопроводов при этой температуре и давлении 1,6 МПа не решен, и тем более не известны пластиковые трубы для транспортировки воды под таким давлением при 150 °С. Поэтому задача создания ПКМ, обеспечивающего длительную эксплуатацию изделий в экстремальных условиях является актуальной, но достаточно сложной, поскольку требует не только знания основополагающих зависимостей свойств композита от вида и количества наполнителя и связующего, но и глубокого теоретического и экспериментального изучения влияния механического, химического и температурного воздействия на свойства материала.

Вышеизложенное определило цель настоящей работы и задачи, решение которых необходимо для ее достижения.

Во второй главе в результате исследования разных по химическому и минеральному составам горных пород проведена оптимизация критериев их пригодности для получения различного вида волокон. Предложена аппроксимационная формула для расчета вязкости расплава при заданной температуре по химическому составу сырья. Приведены экспериментальные данные по влиянию условий получения базальтовых стекол на физико-химические параметры расплавов и склонность их к во-локнообразованию. Показаны перспективы использования горных пород Сибири и Дальнего Востока в производстве базальтовых волокон.

Выбор сырья для получения волокон должен осуществляться с учетом влияния его минерального и химического составов на физико-химические свойства расплава, а также условий протекания процессов плавления и волокнообразования. Проведенные в рамках диссертационной работы экспериментально-теоретические исследования горных пород более 50 месторождений позволили сделать заключение, что основ-

ными параметрами, определяющими пригодность расплава для получения волокон и поведение его при выработке продукции, являются поверхностное натяжение, кристаллизуемость, смачивание материала, из которого изготовлены промышленные сосуды и питатели, вязкость и ее температурная зависимость. При этом были установлены некоторые закономерности. Высокий уровень поверхностного натяжения а у базальтовых стекол обусловливает длительное газовыделение в процессе стекловарения и требует большего времени для гомогенизации расплава. Анализ зависимости а = Г 0) показал, что она составляет небольшую величину для расплавов из горных пород независимо от их химического состава (рис. 2.1).

ст.Н/м

0410

-1-^-1

Рисунок 2.1 - Температурная зависимость поверхностного натяжения расплавов габбро (1); диабаза (2). базальта (3) и алюмоборосиликатного стекла (4)

1,°С

Для базальтовых стекол характерна повышенная кристаллизационная способность, оказывающая отрицательное влияние на температурный интервал выработки волокон ^ и определяющая его нижнюю границу. Эксперименты показали, что значения температур верхнего предела кристаллизации 1впк для расплавов горных пород различного химического состава сопоставимы и находятся в интервале 1270... 1330 "С, что значительно превышает величину этого параметра для промышленных стекол. Более вязкие расплавы менее склонны к кристаллизации, а с увеличением содержания юксидов железа в стекломассе способность ее к кристаллизации повышается. Смачиваемость железосодержащими базальтовыми расплавами платинородиевого сплава также высока по сравнению со стеклом и возрастает с повышением температуры (рис.2.2). Это обусловливает «затекание» фильерного поля, приводящее к снижению

В значительной степени ^ зависит от вязкости г] и скорости твердения расплава. Базальтовые расплавы обладают высокой скоростью твердения, зависящей от химического состава сырья (рис. 2.3) и связанной с наличием на их поверхности слоя, плохо пропускающего тепло.

0, град

Рисунок 2.2 - Температурная зависимость краевого угла смачивания для базальтовых (1) и стеклянных (2) расплавов

1240 1200 1290 131» 1320 1340 1360 13Ю

1,°С

Согласно полученным в ходе экспериментов данным, для производства штапельных волокон способом вертикального раздува воздухом наиболее оптимальной в диапазоне температур 1400... 1450 °С следует считать вязкость расплава от 3 до 10 Па-с, а непрерывные волокна стабильно формуются из расплавов с вязкостью 15±5 Па с. Чем ниже скорость твердения расплава, тем шире 1И„.

Рисунок 2.3 - Температурная зависимость вязкости расплавов габбро (1); диабаза (2); базальта (3)

1,°С

1250 1300 1350 1400 1450

Поскольку вязкость является одним из важнейших физико-химических свойств расплава, а измерение ее связано с определенными трудностями, исследователями неоднократно предпринимались попытки прогнозирования вязкости по химическому составу сырья, но, как правило, теоретически найденные значения этого параметра имеют низкую сходимость с экспериментальными, а сами методики достаточно сложны

для применения в производственной практике. Нами предложена более простая формула расчета вязкости, учитывающая не только содержание оксидов в расплаве, но и их взаимное влияние. При моделировании использовали массив данных по вязкости базальтовых расплавов в диапазоне 1250... 1450 °С, измеренной с помощью ротационного вискозиметра, и химическому составу, определенному рентгенофлуоресцентным методом, горных пород 27 месторождений. Исходными параметрами для получения аппроксимационной формулы, наиболее адекватно отражающей весь набор экспериментальных данных, служили температура I (°С), модуль кислотности М„ и содержание оксидов в базальтовых породах (% масс). Предварительный анализ, в котором участвовали 12 параметров, показал, что наибольшее влияние на вязкость расплава оказывают оксиды кремния, алюминия, кальция и железа. В результате математического моделирования получена зависимость, описываемая многофакторным уравнением регрессии, отражающим индивидуальный и суммарный вклад в значение вязкости расплавообразующих оксидов:

Г1=3,62(8Ю2)307(А12Оз)-°',6(СаО)-0'40(ГеО+Ре2Оз)1,34(Мк)и5(М100)-2,я.

Уравнение позволяет с достаточной точностью прогнозировать вязкость расплава по химическому составу сырья при различных темпера-

а б

Рисунок 2.4 - Расчетные и измеренные значения вязкости расплавов при 1400 °С (а); 1350 °С (б)

Установленные в свое время разработчиками базальтовых технологий ограничения по химическому составу сырья были продиктованы режимами его плавления в ванных печах при температурах не выше 1500 °С.

Однако с появлением индукционного метода, позволившего значительно повысить температуру расплава, представилась возможность расширить диапазон содержания отдельных оксидов и тем самым увеличить номенклатуру пород, пригодных для производства волокон.

Для изучения влияния температур но-временных режимов плавления на физико-химические свойства стекол расплавы из горных пород получали в лабораторных электрических печах прямого нагрева при 1450 °С и на промышленной установке в индукционном тигле при 2000 °С, Сравнительный анализ базальтовых стекол, сваренных в разных условиях, показал, что химический состав их достаточно близок, однако прослеживается явная тенденция к снижению суммарного содержания оксидов железа в высокотемпературных расплавах, приводящему к изменению физико-хим!Гческих свойств. Стекла, полученные в индукционной печи, характеризуются пониженной вязкостью и менее склонны к кристаллизации. При этом они, обладая высокой химической однородностью, обеспечивают более широкий гиов (табл. 2.1), а также практически бездефектную поверхность непрерывных волокон (рис, 2.5), обусловливающую их повышенную прочность.

Таблица 2,1

Температурный интервал выработки и параметры волокон

Наименование породы 1 °с 1еарк!т* V; . о р (1, мкм 0Р, МПа

Габбро 1450 2000 1410,..1450 1380 .,,1430 7...8 ,.7г8 2300 ±90 2500±100

Диабаз 1450 2000 1420 ...1450 1400 ...1440 |„ 7 6...7 2560 ± 70 2750±80

Базальт _____________ . 1450 2000 1390,,. 1440 1380.,, 1440 10...12 11.,.12 1800± 100 1870± 70

Примечание: й-диаметр волокна; 5р- прочность при расгажен и и

Рисунок 2.5 - Электронная фотография базальтовых непрерывных волокон

С учетом выбранных критериев проведена оценка возможности использования в производстве штапельных и непрерывных волокон горных пород Сибири и Дальнего Востока с различным химическим составом, характеризуемым модулями кислотности Мк и вязкости Мв (табл. 2.2). Эксперименты показали, что условия получения стекол для каждой из пород различны, однако все они переходят в расплав при температуре не выше 1450 °С. При этом отмечено, что скорость дегазации и гомогенизации расплава в значительной степени зависит от величины поверхностного натяжения стекломассы (плавление долерита и караканского базальта сопровождается самым низким газовыделением и заканчивается быстрее по сравнению с другими породами).

Таблица 2.2

Основные характеристики расплавов__

Наименование породы (месторождение) м„ мв о, Н/м "Л, Па-с, при СС ^впх» °с * °г Чгев»

1400 1450

Габбро (Харпа) 6,24 2,56 0,382 18,3 10,7 1295 1440...1450

Долерит (Банчиковское) 5,87 2,12 0,365 13,4 8,9 1295 1370...1400

Базальт (Караканское) 5,67 2,13 0,370 19,8 12,4 1300 1390... 1440

Диабаз (Васильевское) 4,88 1,99 0,380 9,6 7,4 1310 1420.. .1450

Габбро (Малетинское) 4,27 1,82 0,386 7,6 4,8 1310 1410... 1450

Амфиболит (Турочак) 3,37 1,60 0,384 5,6 3,8 1330 отсутствует

Диабаз (Буготакское) 3,34 1,64 0,386 7,4 5,0 1300 1370...1395

Оптимальный уровень вязкости для формования штапельных волокон имеют только расплавы диабазов, амфиболита и малетинского габбро, а необходимый для выработки тонких непрерывных волокон у большинства исследованных пород реализуется в недостаточно широком температурном интервале.

Практически отсутствует у амфиболита, расплав которого обладает повышенной кристаллизуемостью и смачиванием. Достаточно высокая прочность и химическая устойчивость полученных в лабораторных условиях тонких и грубых непрерывных волокон к агрессивным средам позволила рекомендовать их для изготовления композиций, работающих в экстремальных условиях. Минеральная вата, изготовленная из всех исследованных пород, удовлетворяет требованиям нормативной документации для вида ВМСТ.

В третьей главе описан разработанный и запатентованный способ получения минераловатного ковра из базальтовых супертонких волокон,

изложены теоретические и экспериментальные исследования преобразования расгшава в волокно в акустическом газодинамическом поле, результаты которых использованы при отработке технологического процесса получения минеральной ваты и создании промышленного производства. Сформулированы научные подходы к повышению производительности установок по выпуску волокнистых утеплителей.

Разработанный технологический процесс получения из горных пород минеральной ваты реализуется на промышленном оборудовании согласно приведенной на рис. 3.1 схеме.

Рисунок 3,1 - Лппаратурно-техно.югичеекзд схема производства минеральной ваты: I - дутьевое устройство; 2 - высокочастотный генератор; 3 - блок нагрузочного контура; 4 - индукционная печь; 5 - шихтопровод; 6 - камера волокг-ноосаждення; 7 - дозатор

Исходное сырье из бункера дозатора пневмотранспортом подается в циклон-разгрузчик, установленный над плавильной зоной печи, и за счет действия центробежных сил разномерно разбрасывается по поверхности расплава, ду.я сохранения которого используется тигель, установленный внутри катушки-индуктору подключенной к нагрузочному контуру генератора, При плавлении породы стенки тигля, выполненные в виде ряда медных трубок, охлаждаемых водой, покрываются коркой застывшего расплава, образуя слой гарнисажа, предохраняющего их от взаимодействия с высокотемпературным расплавом. Разогрев тигля на стадии пуска в состоянии, при котором базальтовая шихта является диэлектриком, производится теплом, выделенным при нагреве и сжигании стартового материала - порошкообразного графита, размещаемого поверх шихты по периметру тигля. При выгорании графита на поверхности шихты образуется кольцо из перегретого расплава, который поглощает высокочастот-

-З-ч 1

5

ную энергию электромагнитного поля и за счет избыточного тепла переплавляет шихту. Через некоторое время устанавливается тепловой баланс, при котором мощность поглощаемого электромагнитного поля становится равной суммарной мощности потерь в тигле с расплавом. В конструкции тигля предусмотрена водоохлаждаемая перегородка, разделяющая его на плавильную и выпускную зоны. Последняя снабжена выпускной леткой, через которую сливается расплав при превышении его уровня над уровнем нижней кромки летки. В режиме стабилизации плавления породы непрерывно истекающая из выпускной зоны тигля струя расплава подается на направляющий лоток и втягивается в дутьевое устройство, где сверхзвуковым турбулентным потоком воздуха перерабатывается в супертонкие волокна. Отработанный энергоноситель вместе с волокном н неволокнистыми включениями попадает в камеру волокно-осаждения, внутри которой находится конвейер с транспортерной лентой из металлической сетки. Благодаря разрежению, создаваемому дымососом. волокна оседают на движущейся сетке конвейера, образуя слой ваты (ковер), который при сходе с конвейера рулонируется на скалке.

Патентно-информационный поиск и проведенные эксперименты показали, что в большей мере, чем от остальных параметров технологического процесса, качество минеральной ваты зависит от конструкционных особенностей дутьевых устройств. В работе рассматривались головки двух типов - вихревая (центробежная) и струйная (прямоточная). Полученные результаты предопределили выбор для дальнейших исследований устройства струйного типа, обеспечивающего достаточно высокое качество продукции при меньших затратах энергоносителя. Моноволокна в минеральной вате, изготовленной с использованием струйной головки, по форме к диаметру аналогичны получаемым по «фильерной» технологии (рис. 3.2), а характер их распределения в минераловатном ковре по диаметру (рис. 3.3) говорит о стабильности процесса раздува и надежности работы выбранной конструкции головки.

Рисунок 3.2 — Электронная фотография минеральной вать: из супертонких волокон

Рисунок 3.3 - Распределение моноволокон по диаметру в минераловатном ковре

2

3

4

5

в

Диаметп. мкм

Несмотря на большое количество работ, описывающих волокнообра-зование из расплавов, механизм формирования волокон в газодинамическом поле с использованием прямоточной головки остается недостаточно ясным. Предлагаемая нами гипотеза основана на предположении, что возникающий в прямоточной головке сверхзвуковой поток энергоносителя своим ультразвуковым полем генерирует на поверхности расплава капиллярные поверхностные волны и одновременно срывает их вершины путем последовательного сдвига. В развитие этой гипотезы рассмотрены вопросы теоретического расчета параметров струи расплава, втекающей в раздувочную головку, и акустических характеристик капиллярных волн, генерируемых на ее поверхности.

Поскольку совокупность кольцевого сопла со струей расплава представляет собой газоструйный генератор акустических колебаний стержневого типа - генератор Гартмана, есть основание применить теорию его работы к процессу раздува. Согласно этой теории, излучение звука тесно связано с эффектом, возникающим в сверхзвуковых газодинамических струях и проявляющимся в виде разрывов и скачков давления. Струя при этом приобретает ячеистую структуру, в которой периодически изменяются давление, температура, плотность и скорость. Так как источником энергии в газоструйных излучателях служит кинетическая энергия газового потока, обладающего ячеистой структурой, основным параметром, характеризующим воздействие акустических колебаний на струю, будет являться длина первой ячейки До с центральным стержнем диаметром с^ (диаметром струи расплава):

Ä0=l,l(dc-dCT)(\ + 0,8^

■0,9

Р.

где dc - диаметр сопла; ри = (рс - р„) - рабочий перепад давлений в сопле и окружающей атмосфере.

Для выбранного варианта струйной головки при давлениях 0,2...0,4 МПа и вязкости расплава в интервале 2...20 Па с длина ячейки составит 6... 16 см. С учетом того, что в область косых скачков давления попадает половина струи расплава, находящейся в первой ячейке, зона воздействия акустических колебаний на струю будет находиться в пределах 3... 8 см по ее длине с поверхностью от 9 до 11 см2.

Акустическая мощность N„ и мощность, необходимая для поддержания требуемой скорости потока N„, задаются выражениями:

N. = 295dc2 Vp-0,9 , N„ = 5250(р + 1,03)[(р +1,03)° " - l]dc2. (3.1)

Интенсивность звука падающей на поверхность струи расплава площадью А звуковой мощности Na:

N.

Если звуковая волна не отражается струей расплава, в ней возбуждаются колебания частиц, параметры которых связаны с интенсивностью падающей мощности выражением:

2.,2 2 РЮ Y С D J.=--2_L = (3.2)

2 2рс,

где р - плотность среды; ю - круговая частота, равная 2jtf; Ym и pm -максимальные значения амплитуды смещения и звукового давления;

С1 - скорость звука.

При падении звуковой волны на границу двух сред, часть звуковой энергии отражается от нее, а остальная переходит во вторую среду. При этом в ней образуются продольные и поверхностные волны. Коэффициент отражения равен:

Р2С2 +Р,С, '

Здесь р[, р2 и Сь с2 - плотность сред и скорость звука в них.

В жидких средах существуют продольные объемные волны, а также поверхностные поперечные в виде капиллярных, скорость которых находится из выражения:

¡2ла 12 го^ , ..

С=1Г^Т~Г' где (3-4)

Амплитуда прошедшей капиллярной волны не равна разности амплитуд падающей и отраженной волн, однако интенсивность ее определяется их разностью:

1п=.Га(1-112). (3.5)

Даже при минимальной скорости распространения продольных волн в жидкости значение ргс; > 2,5-106 кг/м2-с. Для воздуха р,с, = 425 кг/м2-с. Отсюда интенсивность прошедшей волны 1„ « 0.

Скорость поверхностной волны в диапазоне 10...70 кГц, рассчитанная в соответствии с (3.4), находится в интервале 2...4 м/с. Тогда для средней скорости волны 3 м/с р2с2 = 7,5-10'кг/м2-с, а интенсивность прошедшей волны будет равна 0,211,. Исходя из этого следует полагать, что 20 % звуковой энергии, падающей на расплав, преобразуется в поверхностную волну. Такой вывод можно отнести ко всему спектру акустических колебаний (20... 100 кГц), генерируемых головкой. Поскольку спектр в этой области неравномерный, характеризующийся дискретным тоном в зоне 30...40 кГц и спадом в зоне 80... 100 кГц, разделим его на полосы шириной 20 кГц со средней частотой в каждой полосе: 30±10, 50±10, 70±10 и 90±10 кГц.

Учитывая, что фазовые скорости Сф поверхностных волн в пределах одной полосы отличаются незначйтельно, всю совокупность волн в ней можно рассматривать как волновой пакет с групповой скоростью:

Ч-Сф-Х^. (3.6)

Подставив в формулу (3.6) скорость поверхностной капиллярной волны из (3.4) и сделав необходимые преобразования, получим:

Вычисленные по (3.7) групповые скорости в зонах акустических колебаний 30, 50 и 70 кГц будут соответственно равны 4,60; 5,40 и 6,10 м/с.

Так как перенос энергии происходит с групповой скоростью, вся энергия волнового движения, приходящаяся на полосу, будет определять амплитуду гребня поверхностной волны. С учетом этого замечания, ис-

пользуя (3.1) и (3.5), из выражения (3.2) получим максимальное значение амплитуды гребня поверхностной волны:

(3.8)

V Арсф(0

Максимальная амплитуда гребня волны определяется равенством звукового давления и препятствующего ему поверхностного натяжения, возрастающего по мере роста амплитуды и сопутствующему ему уменьшению радиуса кривизны вершины волны.

Вынужденные колебания частиц поверхностного слоя при распространении капиллярных волн зависят не только от восстанавливающей силы капиллярного притяжения (поверхностного натяжения), но также от вязкого трения, приводящего к уменьшению их амплитуды:

Уп„=У0е-и. (3.9)

Здесь Ь = —т- - коэффициент затухания волны за счет вязкого трения 2рс

2

Тогда и = (3.10)

грс3

Подставляя в (3.10) значение «с» из (2.4), имеем

= (3.11)

а

Оценка зависимостей скорости и длины капиллярных волн от затухания показала, что они не превышают 8 %, поэтому в дальнейших расчетах ими можно было пренебречь.

В соответствии с формулой (3.9) максимальные значения амплитуд гребней поверхностной волны при вязкости расплава 0,5, 2, 10 и 20 Па-с равны 0,98У0,0,94У0,0,74 У0 и 0,53 У0.

Максимальное значение возбуждающего волну давления и соответствующее ему минимальное значение радиуса определяются из выражений: ргаах=рс©Утах; г^ =

Ртах

Процессы в раздувочной головке осесимметричны, поэтому волновой фронт капиллярной волны распространяется по окружности струи расплава. При этом на гребень действуют две силы - давление набегающего потока воздуха и сила поверхностного натяжения, препятствующая его деформации.

Представим для наглядности сечение волны в виде усеченного треугольника с радиусом кривизны вершины г (рис.3.4).

Под действием поперечного газодинамического потока гребень будет разрушаться, причем с большей вероятностью разрушение будет происходить в области перехода наибольшей кривизны его вершины к более низким значениям. При этом от гребня волны отрывается часть в виде полуцилиндра, который не может быть разрушен сорвавшей его силой при условии г < гтш. Сорванный с вершины гребня полуцилиндр под действием поверхностного натяжения преобразуется в цилиндр с диа-

метром, эквивалентным диаметру волокна: с!в = гтт 42 .

Таблица 3.1

_Расчетные значения минимального диаметра волокна_

р, МПа т|, Па-с с „ мкм, при £ кГц

30 50 70

0,25 0,5 1,20 1,15 1,00

2 1,27 1,20 1,07

10 1,95 1,86 1,55

20 3,21 3,02 2,47

0,40 2 1,15 1,10 0,96

20 2,88 2,73 2,20

Приведенные в табл. 3.1 расчетные значения минимального диаметра волокна в зависимости от вязкости расплава и частоты генерированных раздувочной головкой ультразвуковых колебаний находятся в полном соответствии с результатами, полученными экспериментальным путем (рис. 3.5).

Рисунок 3.5 - Зависимость среднего диаметра волокна от температуры расплава на входе в раздувочную головку

1250 1300 1350 1400 1450 1500

Температура, °С

Так как кольцевое сечение струи расплава с г < г0 внешним давлением не может быть разрушено, предполагаемый механизм образования протяженного волокна связан с начальным поперечным разрушением отделяемой каймы гребня на дефекте сплошности и дальнейшим последовательным отрывом (сдвигом) частиц каймы от его вершины (рис. 3.6). При этом каждая из частиц остается связанной с телом струи.

Срыв частиц усиливается за счет сил трения растущего свободного конца волокна с энергоносителем. Вершина гребня, с которой сорвана частица, зарастает в результате действия сил поверхностного натяжения и разрушается в дальнейшем по описанному механизму. Поскольку возникновение капиллярных волн и их разрушение происходят одновременно, естественно полагать, что сдвиг вершины волны может начаться раньше, чем волна наберет рассчитанную нами для стационарного случая максимальную амплитуду. В этом случае возможен сдвиг более плоской вершины. Образованный при этом полуцилиндр может либо превратиться в цилиндрическое волокно с диаметром большим, чем ¿„щ,, либо, если вершина плоская, застыть в виде чешуйки. Описываемые процессы зависят от вязкости расплава, поверхностного натяжения и времени его охлаждения.

Рисунок 3.6- Разрушение гребня: 1 - струя расплава; 2 - амплитуда капиллярной волны; 3 - сдвинутая газодинамическим потоком часть гребня

Максимальная длина волокна будет определяться размером отслаиваемой каймы по всей окружности струи расплава, т.е. = ти!^, где 4т - диаметр струи.

Из представленных в табл. 3.2 расчетных значений диаметра струи расплава и максимальной длины волокна в сравнении с экспериментально полученными результатами видно, что они вполне сопоставимы.

Таблица 3.2

Параметры струи расплава и образующихся волокон_

в, кг/ч Значения параметров при г|, Па-с

2 20

¿ст, ММ 1тах> ММ •1™ мм ММ 1щах> ММ *и» мм

15 5,93 18,5 15±3 10,6 33,4 30±5

20 6,54 20,4 20±3 11,5 36,3 35±5

30 7,0 23,8 20±5 13,3 41,8 40±5

40 8,2 25,7 25±5 14,6 45,8 40±5

*1пш - измеренная максимальная длина волокон

Теоретически найденные значения параметров струи расплава и образующихся волокон, имеющие хорошую сходимость с экспериментальными данными, свидетельствуют о достоверности описанного механизма расщепления струи на волокна.

Результаты проведенных исследований нашли отражение в создании производства большей мощности (400 т/год).

В четвертой главе рассмотрены и проанализированы принципы компоновки связующих и формирования с их использованием минерало-ватных изделий. Приведены результаты рецептурно-технологических проработок по созданию из базальтовых супертонких волокон теплоизоляционных материалов различного назначения с высокими эксплуатационными свойствами, нашедшие выражение в разработке аппаратурно-технологических схем их промышленного производства. Предложена методика определения долговечности, позволяющая прогнозировать сроки эксплуатации теплоизоляционных изделий в зоне умеренно холодного климата и представлены результаты испытаний.

При получении волокнистых материалов с заданными свойствами одной из наиболее важных проблем является выбор связующего и способа его нанесения на волокна.

Эксперимешы по компоновке рецептур связующих для теплоизоляционных изделий различного назначения показали преимущество в про-

изводстве плит с использованием метода пролива минераловатного ковра смесевого связующего, содержащего в качестве основных компонентов поливинилацетатную дисперсию ПВА и натриевое жидкое стекло, а при получении из гидромасс скорлуп оказалось эффективным применение глинисто-целлюлозного связующего. В целях повышения гидролитической стойкости изделий в композиции вводили гидрофобизаторы, а гомогенность систем при смешивании обеспечивалась введением поверхностно-активных веществ. В результате проведенных в лабораторных условиях рецептурно-технологических исследований получены образцы теплоизоляционных материалов, по основным техническим характеристикам не уступающих аналогичным зарубежным и отечественным, а по термо- и водостойкости превосходящих их. Это дало основание приступить к разработке технологических процессов их промышленного производства.

Наиболее востребованные среди широкого ассортимента минерало-ватных утеплителей теплоизоляционные плиты, относящиеся к категории полужестких, имеют, как правило, горизонтально-слоистую внутреннюю структуру, обусловливающую низкую прочность изделий при сжатии-растяжении и расслоение при эксплуатации. Лучшими характеристиками обладают плиты, в которых волокна ваты расположены преимущественно в вертикальном положении. Прочность при сжатии таких образцов в 2-3 раза выше, чем образцов только с горизонтально-слоистой структурой, поэтому при разработке способа формования полужестких плит нами предложено ввести в состав конвейерной линии устройство по частичной переориентации волокон в вертикальное положение (механизм гофрирования).

Поскольку основные операции при получении плит связаны с фильтрацией (просасыванием) воздуха через слои минеральной ваты, для подбора и проектирования оборудования немаловажное значение имеют данные по сопротивлению увлажненной ваты воздушному потоку.

Из приведенных на рис. 4.1 зависимостей видно, что сопротивление Рс резко возрастает в начальный момент времени, затем падает и по истечении 60 с стабилизируется независимо от скорости прососа воздуха V. При этом основная масса воды удаляется в первую минуту вакуумирова-ния. Наименьшая остаточная влажность образца-сырца обеспечивается при максимальной скорости прососа воздуха.

я С

Рисунок 4.1 - Зависимость сопротивления слоя увлажненной ваты воздушному потоку от времени вакуум ирования: 1 - У=0,17 м/с, \У=150 %; 2 - У=0,11 м/с,\У=160 %; 3 - У=0,04 м/с, \У=230 %

Время, с

Проведенные исследования позволили найти технические решения, выработать требования к оборудованию и разработать аппаратурно-технологическую схему производства теплоизоляционных полужестких плит мощностью 400 т/год (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 - Аппаратурно-технологическая схема изготовления плит: 1 ■ реактор; 2 - емкость; 3 - насос-дозатор; 4 - насос; 5 - устройство пролива; 6 -камера волокноосаждения; 7 - узел пропитки; 8 - узел формирования плиты; 9 -сборник фильтрата; 10 - вакуум-насос; 11 - сушильная камера; 12 - стол резки

Процесс осуществляется следующим образом. Минераловатный ковер, непрерывно выходящий из камеры волокноосаждения, поступает на конвейер узла пропитки, где проливается приготовленной в реакторе-смесителе водной эмульсией связующего по всей ширине с помощью специального устройства. Избыток связующего собирается в ванне, расположенной под конвейерной лентой. После пропитки мокрый ковер

перемещается ко второй ванне, где с помощью вакуума отсасывается часть связующего, и подается на механизм гофрирования, осуществляющий складывание ковра в поперечном направлении его движения. Сжатие слоев производит верхняя ветвь транспортирующего устройства. Под нижней ветвью установлена ванна сбора избытка связующего и далее по ходу ванна окончательного вакуумирования. Необходимые плотность и толщина сырой плиты обеспечиваются за счет разницы в скоростях движения конвейеров узлов пропитки и гофрирования. Отформованная сырая плита в виде непрерывной полосы подается в секционную камеру, где, зажатая между двумя сетками транспортера, сушится прососом горячего воздуха. После выхода из сушильной камеры на столе полоса режется в поперечном направлении на изделия требуемых размеров. Весь комплекс оборудования производства полужестких теплоизоляционных плит, включая модуль по выпуску минеральной ваты, достаточно компактен и может быть размещен в производственном помещении площадью 400...500 м2. Предлагаемая технология обеспечит получение плит с плотностью 150...180 кг/м3, прочностью на сжатие не ниже 0,04 МПа, теплопроводностью при 25 °С 0,040 Вт/(м-К).

Исследования по разработке способа изготовления минераловатных скорлуп для изоляции трубопроводов, выполненные на модельной установке, нашли выражение в создании аппаратурно-технологической схемы (рис. 4.3).

Рисунок 4.3 - Аппаратурно-технологическая схема производства минераловатных скорлуп: 1 - композиционный бассейн; 2 - отстойник; 3 - сборник гидромассы; 4 - центрифуга; 5 - стол распрессовки; 6 - стеллаж передвижной; 7 - камера сушки; 8 - стол резки

Приготовленная в композиционном бассейне из предварительно подготовленных пульпы макулатуры, затворенной глины и измельченной

ваты глинисто-волокнистая масса перекачивается в сборник, где дополнительно разбавляется водой, в которую вводят гидрофобизирующие и поверхностно-активные добавки, а выпавшие на дно бассейна корольки перемещаются в отстойник. Формование изделий проводят закачкой глинисто-волокнистой гидромассы в сетчатую пресс-форму, надетую на вал консольного типа, расположенный в центрифуге. При этом гидромасса под действием центробежных сил распределяется по покрытой сеткой внутренней поверхности пресс-формы. Вода (фильтрат) отжимается в корпус центрифуги, отводится через патрубок в емкость и может быть повторно использована в технологическом процессе.

В зависимости от выбранной скорости центрифугирования можно получить скорлупы различной плотности. Сформированный образец в виде цилиндра распрессовывается на столе и подвергается тепловой обработке в камере сушки, после чего разрезается по образующей на две половинки - скорлупы. Применение высокоскоростных смесителей, в отличие от смесителей-роллов, широко распространенных в производстве утеплителей «мокрым» способом, сокращает время приготовления водной суспензии волокна и исключает образование конгломератов в гидромассе, а формование изделий с помощью центрифуги позволяет использовать штапельные волокна малого диаметра (1...3 мкм), удалять максимум избыточной влаги из образца-сырца и, как следствие, за счет сокращения времени сушки снизить энергозатраты процесса.

При выборе теплоизоляционных материалов для использования в различных отраслях промышленности необходимо учитывать долговечность утеплителя. Поскольку единый подход к решению проблемы прогнозирования долговечности утеплителей в условиях эксплуатации на открытом воздухе отсутствует, обычно ее определяют экспериментальными методами с помощью ускоренных испытаний при различных режимах, имитирующих реальные условия эксплуатации. В естественных условиях влияние внешней среды на основные технические параметры изделий проявляется в основном колебаниями температуры и влажности, носящими циклический характер. Исходя из этого, нами разработана методика прогнозирования долговечности, в основу которой положены циклические испытания образцов теплоизоляционных материалов (минеральной ваты вида ВМСТ и шит на ее основе с использованием смесе-вого связующего, содержащего ПВА, жидкое стекло и технологические добавки) в ненапряженном состоянии в течение заданного периода времени с последующим изучением их свойств. Влияние температуры имитировали числом циклов воздействия за каждый год эксплуатации, которое определяли расчетами по статистическим метеоданным числа переходов через О °С в процессе суточных изменений температуры (один

цикл эквивалентен двум переходам). При одногодичной повсеместной эксплуатации на территории страны число циклов условно усредненно принималось равным 47. Для имитации зоны умеренно холодного климата ограничились температурным интервалом от минус 25 до плюс 25 °С, относительную влажность изменяли от 40 до 98 %. Эксперименты проводили в камере «GRÖNLAND». Максимальное количество циклов составило 2360. В качестве главных эксплуатационных показателей (ГЭП) приняты плотность, теплопроводность при 25 °С, а для плит дополнительно - прочность на сжатие при 10 %-й линейной деформации и водопоглощение по массе за 24 ч. Представленные на рис. 4.4 относительные изменения эксплуатационных параметров минеральной ваты и плит в процессе термостатирования, свидетельствующие о стабильности характеристик исследуемых материалов при длительном воздействии температуры и влажности, позволили спрогнозировать 50-летний срок их эксплуатации в зоне умеренно холодного климата.

500 1000 1500 2W» 2500 0 500 1000 1S00

Количество циклов Количество циклов

а б

Рисунок 4.4 — Зависимость относительных изменений ГЭП от количества циклов термостатирования для минеральной ваты (а) и плит (б): ♦ - плотность; ■ - теплопроводность; А- прочность на сжатие; • - водопоглощение

В пятой главе отображены теоретические и экспериментальные исследования по созданию непрерывного технологического процесса переработки горных пород в теплоизоляционные мягкие плиты, включающие разработку новых и совершенствование существующих процессов и аппаратов технологии производства базальтоволокнистых материалов. Предложена методика оценки времени сушки ковра из минеральной ваты Представлены результаты исследований по утилизации твердых отходов производств базальтоволокнистых материалов и доказательства их экологической безопасности.

Выбор способа введения связующего в минераловатный ковер диспергированием его в камеру волокноосаждения в рамках поставленной в работе задачи создания опытно-промышленной установки по выпуску теплоизоляционных мягких плит технологически и экономически оправдан, так как он прост конструктивно, наименее энергоемок по сравнению с другими, обеспечивает достаточно высокую производительность и дает возможность организации единого технологического процесса производства минеральной ваты и плит на ее основе. При изготовлении теплоизоляционных плит в верхней части камеры волокноосаждения устанавливаются распылители (форсунки высокого давления) для подачи связующего. Волокна, проходя через тонко распыленное облако водной эмульсии связующего, обволакиваются им и осаждаются на сетку конвейера. Пропитанный связующим ковер поступает в камеру сушки, где осуществляется его тепловая обработка прососом через минераловатный ковер нагретого до 120 °С воздуха. Ленточный транспортер приводится в движение от единого привода при помощи общей трансмиссии, оснащенной электродвигателем, обеспечивающим бесступенчатую регулировку скоростей конвейера. Выходящий из камеры сушки ковер поступает на стол специально разработанного автоматического устройства поперечной резки, состоящего из каретки с дисковой фрезой и системой датчиков.

Несмотря на кажущуюся простоту описанной схемы, реализация технологической линии получения плит, адаптированной к условиям производства ваты, с включением ее в непрерывный процесс потребовала модернизации действующего и разработки нового оборудования, отработки режимов приготовления и ввода связующего, а также детального изучения условий сушки. Пневмотранспорт был заменен на шихтоподьемник, имеющий преимущества перед пневматической подачей сырья, заключающиеся в меньшем потреблении энергии, более высокой надежности и простоте обслуживания. Для приготовления и ввода связующего в минераловатный ковер была разработана система, состоящая из реактора-смесителя с дисковой мешалкой, насоса-дозатора, подающего в камеру волокноосаждения требуемое количество эмульсии связующего, и пнев-мораспылителей, диспергирующих ее в объеме камеры волокноосаждения. В процессе исследований установлено, что наиболее оптимальным, обеспечивающим однородность эмульсии по объему, является режим приготовления, включающий последовательную загрузку в реактор, заполненный на V* объема водой, навесок ПВА, жидкого стекла и гидрофо-бизатора с пятнадцатиминутным перемешиванием после каждой загрузки. Подготовленный концентрат разбавляется водой и перемешивается до получения однородной эмульсии в течение 30 мин. Эксперименты показали, что для равномерного смачивания минераловатного ковра тре-

буется от двух до четырех пневмораспылителей, а необходимая плотность изделия обеспечивается при концентрации связующего от 5 до 8 % по сухому остатку (рис.5.5).

во

[Щ

Рисунок 5.5 — Зависимость плотности плиты от концентрации связующего в готовом изделии при работе: двух (1) и четырех распылителей (2)

10 11

Кониентоаиия % масс

В целях создания оптимальных аэродинамических и температурных режимов камера сушки разделена вертикальными перегородками на четыре секции, в три из которых теплоноситель подается попеременно снизу вверх и сверху вниз, а четвертая служит для постепенного охлаждения. Исходя из особенностей процесса сушки влажных материалов, обусловленных характером изменения локального влагосодержания с течением времени, нами предложена экспериментально-расчетная методика оценки времени сушки увлажненного минераловатного ковра' при конвейерном способе, когда он проходит последовательно несколько камер с последовательной реверсией сушильного агента через слой влажного материала. В этом случае режим сушки будет определяться параметрами материала и сушильного агента. В теории сушки используют кривую, имеющую два периода - постоянной и падающей скорости. Для периода постоянной скорости, характеризующегося неизменной температурой материала и продолжающегося до критического влагосодержания, уравнение кривой скорости сушки имеет вид:

где XV - среднее влагосодержание слоя; т и N - общее время и скорость сушки.

Интегрирование уравнения (5.1) дает: М'о - = Ыт,.

Для периода падающей скорости используют выражение относительной скорости сушки:

— = N = сопб1 (1т

(5.1)

(5.2)

N

Из многочисленных экспериментальных данных следует, что относительная скорость *Р не зависит от внешних условий сушки, а является только функцией среднего влагосодержания слоя:

(5.3)

а + Р(\У-\Ур)т

Здесь и Wp - текущее и равновесное среднее влагосодержание; ш - коэффициент, характеризующий связь влаги с материалом и не зависящий от размеров и форм образца; а, Р - безразмерные коэффициенты, определяемые опытным путем. В нашем конкретном случае при т=1 а = 0,67; Р = 0,06.

Подставляя в (5.2) значение ¥ из формулы (5.3), с учетом найденных коэффициентов получаем уравнение кривой скорости сушки во втором периоде:

НШ Ш-АУр

— = Ы- _ _ . (5.4)

<1т 0,67 + 0,06( XV - )

После интегрирования уравнения (5.4) для второго периода сушки в пределах от АУ. до конечного влагосодержания \Уг имеем: ш ш — _

1>541£-^-=г. + 0>06(1Ук^) = Мт, (5.5)

2 "Р

Время, необходимое для уменьшения влагосодержания от начального Wo до конечного АУг, складывается из продолжительности сушки обоих периодов:

1 — __Ш - — _

т = + 0,06(>Ук -\У2)]. (5.6)

В результате обработки экспериментальных данных, полученных при изучении процесса сушки, найдено эмпирическое уравнение для определения скорости сушки слоя в первом периоде:

где у - коэффициент (9,910"4); с, - скорость воздуха на входе в слой ваты; р,- плотность воздуха; Рс- нагрузка на слой ваты.

Подставляя значение N в (5.6), получим окончательный вид уравнения для определения продолжительности сушки:

16 7КР0' — __ш -V — _

Т = (ср" ^} +1,54+ °'06(Wк " ^)]' где К - коэффициент, для конвейерных сушилок равный 1,7. ..2,0.

Предложенная методика позволяет с достаточной точностью проводить проектные расчеты сушильной камеры на различную производительность.

Поскольку изготовление базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов связано с выделением в окружающую среду загрязняющих веществ в виде пыли горных пород, винилацетата и уксусной кислоты, нами выполнен большой объем работ по экологическому мониторингу ряда таких производств. Проведенная оценка экологической безопасности позволила отнести их к самой низкой категории опасности - четвертой, при которой не требуются расчет рассеивания загрязняющих веществ и разработка проекта предельно допустимых выбросов. Кроме того установлено, что эффект суммации токсичности выделяющихся при проведении технологического процесса вредных веществ отсутствует, что очень важно для получения разрешения на организацию производств в непосредственной близости от жилой зоны.

Немаловажным условием экологичности производств является разработка мероприятий по утилизации твердых отходов, в связи с чем нами проведены исследования по установлению возможности использования базальтовой пыли в товарах народного потребления и сельском хозяйстве. С учетом ее абразивных свойств создано эффективное чистящее средство, разработана и запатентована рецептура шпатлевки, не уступающей по основным характеристикам применяемым в промышленности и быту аналогичным композициям, предложено использование базальтовой пыли в качестве многофункционального минерального удобрения.

Шестая глава посвящена решению проблемы создания полимерного композиционного материала (ПКМ) с повышенной тепло- и водостойкостью, предназначенного для изготовления труб горячего и холодного водоснабженияРассмотрены процессы влагопереноса в базальтопласти-ках, оказывающие влияние на эксплуатационные параметры изделий.

Экспериментальные исследования по оценке эффективности применения базальтового ровинга при изготовлении полимерных композитов, где в качестве основных критериев были приняты смачиваемость и скорость пропитки волокна эпоксидным связующим, показали преимущество его перед стеклянным, что, естественно, сказалось на уровне прочностных характеристик базальтопластика (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Прочностные характеристики волокон и пластиков_

Армирующее волокно Значение характеристики

Ровинг Микропластик Однонаправленный пластик

Р,Н Рт мН/текс Р,Н Ро, мН/текс Ку р, кг/м3 §„, МПа

Базальтовое 191,8 438,2 423,1 964,9 2,2 2250 1506,8

Стеклянное 235,4 560,5 423,9 1009,3 1,8 2060 1185,1

Примечание: Р,Р0 - разрывная и удельная разрывная нагрузки; Ку - коэффициент усиления; р - плотность; 5Р - прочность при растяжении

Коэффициент усиления при переходе от волокна к микропластику на базальтовом ровинге выше, чем на стеклянном, что в однонаправленном пластике приводит к увеличению прочности на 27 %.

Поскольку традиционно используемые для намоточных изделий связующие ЭДИ и ЭХДИ не могут обеспечить теплостойкость полимерных композитов выше 120 °С, дальнейшие разработки проводили на созданном с использованием синтезированной азотосодержащей эпоксидной смолы теплостойком связующем ТС.

Таблица 6.2

Основные технические характеристики эпоксидных связующих

Марка Условная вяз- т». Жизнеспособ- Ты, Прочность Относитель-

связую- кость при тем- мин ность при °С при растя- ное удлине-

щего пературе температуре жении, ние %

Ц,с 1,°С МПа

ЭДИ 38 35 8 50 3,5 94 49,1±3,2 2,9±0,2

ЭХДИ 38 128 5 60 2,0 140 64,7±0,6 2,2±0,1

(1 60 28 - - - - - -

ТС 15 70 7,4 30 3,5 156 52,5±2,8 3,2±0,6

.". 20 38 - 15 72,0 - - -

н 25 31 - - - - - -

к 30 23 - - - - - -

Примечание: т * - время желатинизации при 120 °С; Т„ - теплостойкость по Мартенсу

Имея технологические свойства и прочностные характеристики на уровне ЭДИ и ЭХДИ (табл. 6.2), связующее ТС превосходит их по теплостойкости и условной вязкости (времени истечения через сопло вискозиметра ВЗ-1), необходимый уровень которой достигается при комнатной температуре, что позволяет снизить энергозатраты производства.

Методами ТГА и ДТА было показано, что разработанное связующее термически стабильно в интервале от 20 до 250 °С и теплостойкость его

сохраняется в полимерных композитах, армированных волокнами, что достаточно наглядно представлено диаграммой изменения модуля упругости образцов базальта пластика на сжатие от температуры (рис. 6.1).

■эди □ »хди

□тс

85 125 155 Зои Температура, °С

Рисунок 6.1 — Температурная зависимость модуля упругости базальтопластиковых труб при нагружении кольцевых образцов на сжатие

Время, еут-

При этом установлено, что б аз ал ьТи пластик на связующем ТС менее подвержен воздействию влаги при повышенных температурах (рис. 6.2).

Рисунок 6.2 - Кинетика влаго-поглощения базальто пластиков на основе связующих ТС (1) и ЭХДИ (2) при 150 "С

Известно, что диффузия влаги в полимерных композиционных материалах на основе эпоксидных матриц даже в стационарных термовлаж-ностных условиях не подчиняется второму закону Фика, то есть в процессе влагонасыщения сорбированная влага активирует процессы структурной релаксации и гидролиза. В то же время для многих ПКМ экспериментально доказано, что, если осуществлять сушку при той же температуре, что и увлажнение, десорбция влаги из уже увлажненных образцов хорошо подчиняется этому закону. Эта закономерность в полной мере и была подтверждена нами при совместном с учеными из Алтайского государственного университета исследовании процессов влагопе-реноса в базальто пластиках. Для оценки влияния поглощенной влаги на

физико-механические свойства композита увлажненные до насыщения образцы были подвергнуты динамическому механическому анализу с помощью обратного крутильного маятника. Из представленных на рис. б.З данных видно, что температура стеклования БП, определенная по температурам минимумов соответствующих производных сЮ'ЛГГ составляет 164 °С. После увлажнения образца происходит значительное снижение динамического модуля сдвига в области стеклообразного состояния связующего.

Г

Ними (ТС)

0 9(иочИ4)

• 9Ьмшмы4

— «1ЙМбМЫ)

«04

£

«с 1®

Твжртии'С

Рисунок 6.3 - Температурные зависимости С и сЮ'ЛГГ для исходных и увлажненных образцов ба-зальтопластика на основе связующего ТС

Разработанный ПКМ обладает перед аналогичными на основе эпоксидных матриц двумя существенными преимуществами: низким предельным влагонасыщением и почти полным отсутствием потока влаги поперек стенок трубы. Следовательно, можно ожидать, что базальтопла-стиковые трубы, по которым течет вода, будут иметь пренебрежимо низкую проницаемость, если их торцы будут надежно защищены от контакта с влагой.

ВЫВОДЫ

1 Особенностями физико-химических свойств базальтовых расплавов, оказывающих влияние на процессы стекловарения и волокнообразова-ния, являются высокий уровень поверхностного натяжения, резкая зависимость вязкости от температуры, повышенные кристаллизуемость и смачивание материала, из которого изготавливают промышленные сосуды и питатели для выработки волокон. С учетом этих особенностей, а также установленной связи свойств расплавов с минеральным и химическим составом горных пород выбраны критерии их пригодности для производства штапельных и непрерывных волокон, важнейшими из которых следует считать температуру верхнего предела кристаллизации, краевой угол смачивания и вязкость расплава. При этом показано, что

температура верхнего предела кристаллизации определяет нижнюю границу интервала выработки волокон, а смачивание - нижнюю. Для производства штапельных волокон наиболее оптимальной в диапазоне температур 1400... 1450 °С является вязкость расплава в диапазоне 3... 10 Па-с, а непрерывные волокна стабильно формуются из расплавов с вязкостью 10...20 Пас.

2 Полученная в результате математического моделирования с использованием массива экспериментальных данных по горным породам 27 месторождений аппроксимационная формула для расчета вязкости расплава по химическому составу сырья учитывает, в отличие от известных, не только вклад в значение вязкости отдельных расплавообразующих оксидов, но и их взаимное влияние, отраженное в модуле кислотности, и позволяет с достаточной точностью прогнозировать вязкость при заданной температуре.

3 Плавление горных пород токами высокой частоты значительно сокращает во времени процесс стекловарения путем подъема температуры до 1700...2100 °С. При этом за счет перегрева стекломассы снижается ее вязкость, усиливается конвективное движение и обеспечивается более полная гомогенизация расплава. Полученное по индукционной технологии базальтовое волокно имеет практически бездефектную поверхность и вследствие этого высокие прочностные свойства и химическую стойкость, что позволяет говорить о перспективах его применения как в строительной индустрии, так и в других отраслях народного хозяйства.

4 Разработанный и запатентованный способ изготовления минерало-ватного ковра, включает плавление горных пород токами высокой частоты в водоохлаждаемом тигле с последующим раздувом расплава сжатым воздухом в супертонкие волокна. В развитие этого способа обоснован и экспериментально подтвержден выбор прямоточной раздувочной головки, обеспечивающей получение минеральной ваты с диаметром элементарного волокна 1...3 мкм и содержанием неволокнистых включений до 5 % при низких входных давлениях энергоносителя, предложены пути повышения эффективности процесса плавления, основным из которых является работа с закрытым зеркалом расплава, обусловливающая минимальные потери излучением.

5 На основе предложенной физико-математической модели преобразования расплава в волокно в прямоточной раздувочной головке, отличительная особенность которой заключается в представлении механизма формирования волокон как последовательного сдвига вершин капиллярных волн, возникающих на поверхности расплава в результате воздействия на него сверхзвукового газодинамического потока и генерируемого им акустического поля, получены выражения для расчета параметров

струи расплава и образующихся волокон в зависимости от массового расхода и вязкости расплава, давления энергоносителя и частоты генерированных колебаний. Расчетные значения этих параметров имеют высокую сходимость с экспериментальными данными, что свидетельствует о достоверности разработанной модели.

6 С использованием эффективных гидрофобизирующих веществ из класса кремнийорганических жидкостей и найденных функциональных зависимостей водопоглощения от их содержания в волокнистом материале созданы экологически чистые негорючие теплоизоляционные материалы, по основным характеристикам не уступающие, а по водо- и термостойкости в 1,5...2 раза превосходящие отечественные и зарубежные аналоги. Для реализации высоких прочностных свойств изделий в технологическую схему производства полужестких плит включен узел частичной переориентации супертонких волокон в вертикальное положение, а для формования минераловатных скорлуп предложен метод центрифугирования, позволяющий удалять максимум избыточной влаги из образца и, как следствие, за счет сокращения времени сушки снизить энергозатраты процесса.

7 Промышленные испытания разработанного на основе новых технологических и конструкторских решений комплекса по переработке минерального сырья в теплоизоляционные строительные материалы подтвердили правильность выбранного направления по созданию эффективных утеплителей с использованием индукционного способа плавления горных пород, акустического раздува расплава воздухом и диспергирования раствора связующего в камеру волокноосаждения с последующей сушкой обработанного связующим минераловатного ковра. Разработанный регламент технологического процесса получения минеральной ваты и плит на ее основе явился базовым для выпуска технологической документации для других вновь создаваемых производств.

8 Экологический мониторинг ряда производств базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов, использующих индукционный способ плавления, позволил отнести их к самой низкой категории опасности -четвертой. При этом установлено отсутствие эффекта суммации токсичности выделяющихся при ведении технологического процесса вредных веществ, что является весьма важным для получения разрешения на организацию таких производств в непосредственной близости от жилой зоны.

9 Предложенные способы утилизации базальтовой пыли включают изготовление эффективного чистящего средства и шпатлевки с высокими технологическими и эксплуатационными свойствами, а также использование пыли в качестве многофункционального минерального удобрения.

10 Расчетные значения сроков эксплуатации в зоне умеренно холодного климата теплоизоляционных изделий из базальтовых волокон, полученных методом индукционного плавления, согласно испытаниям, проведенным в соответствии с разработанной методикой определения долговечности волокнистых утеплителей, в основу которой положен способ циклического термостатирования образцов в ненапряженном состоянии в течение заданного периода времени с последующим изучением их свойств, достигают 50 лет.

11 Создание изоляционного конструкционного материала с высокой тепло- и водостойкостью возможно с применением в качестве наполнителя базальтовых непрерывных волокон, а полимерной матрицы - связующего на основе азотосодержащей эпоксидной смолы. Наличие на поверхности волокон силанольных и гидроксильныъ групп примесных металлов, являющихся активными адсорбционными центрами, способными вступать во взаимодействие с эпоксидными связующими, обусловливает высокую скорость пропитки, смачиваемость и большую глубину прохождения процесса отверждения.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Tatarintseva O.S. Basalt Superfine Fiber Production Using a Set-up Fitted With Induction Oven / O.S. Tatarintseva, B.I. Vorozhtsov, E.G. Tolkachev // the Scientific Conference on Use of Research Conversion Results in The Siberian Institutions of Higher Education for International Cooperation, Tomsk. -1995. - P. 55.

2 Татаринцева O.C. Дутьевая головка (полезная модель). / О.С.Татаринцева, Б.И. Ворожцов, Е.Г. Толкачев, H.H. Ходакова, Г.Б. Лапутина // Свидетельство № 3127, зарег. в Гос. реестре полезных моделей 16.11.96.

3 Татаринцева О.С. Шпатлевка. / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, АД. Савкин, Т.П. Потапова // Пат. РФ № 2093534, зарег. в Гос. реестре изобр. 20.10.97.

4 Татаринцева О.С. Способ получения минераловатного ковра из базальтового супертонкого волокна / О.С.Татаринцева, Г.В.Сакович, Е.Г. Толкачев, H.H. Ходакова // Пат. РФ № 2100299, зарег. в Гос. реестре изобр. 27.12.97.

5 Татаринцева О.С. Негорючая экологически чистая изоляция для трубопроводов / О.С. Татаринцева, В.П. Ковалев, Т.К. Углова // Строительные материалы. - 1998.- №5.- С. 23-24.

" 6 Татаринцева^ О.С. Перспективы использования отходов горных пород в товарах народного потребления / О.С. Татаринцева, Б.И. Ворожцов, H.H. Ходакова, Т.К. Углова // Горный журнал. - 1998. - № 7. - С. 40-41.

7 Татаринцева О.С. Технология переработки горных пород с получением базальтовых супертонких волокон / О.С. Татаринцева, Е.Г. Толкачев // Вопросы специального машиностроения. - Cep.II. - Вып. 6 (442). -1998. - С. 145-147.

8 Татаринцева О.С. Переработка нерудных горных пород в теплоизоляционные строительные и промышленные материалы / О.С. Татаринцева, М.Г. Пота-

пов, Б.И. Ворожцов, A.B. Литвинов // Сб. докл. межд. семинара «Нетрадиционные технологии в строительстве», Томск. - 1999. - С. 148-150.

9Татаринцева О.С. Экологически чистая переработка горных пород в теплоизоляционные материалы / Б.И. Ворожцов, О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов / Сб. докл. спец. сессии межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирск. - 1999. - С. 16-19.

10 Татаринцева О.С. Способ изготовления волокнистых теплоизоляционных изделий / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, Б.И. Ворожцов, В.П. Ковалев // Пат. РФ № 2130001, зарег. в Гос. реестре изобр. 10.05.99.

11 Татаринцева О.С. Переработка природного камня в теплоизоляционные материалы / О.С. Татаринцева, Б.И. Ворожцов // Горный журнал. - 2000. -№ 4. - С. 62-63.

12 Татаринцева О.С. Теплоизоляционный материал / О.С. Татаринцева, Е.Г. Толкачев, H.H. Ходакова, Т.К. Углова // Пат. РФ № 2151115, зарег. в Гос. реестре изобр. 20.06.2000.

13 Татаринцева О.С. Технология получения экологически чистых теплоизоляционных материалов из горных пород / О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов,

A.B. Литвинов // Материалы межд. науч.-пракг. конф. «Siberia», Новосибирск. -№7.-2001.-С. 26.

14 Татаринцева О.С. Производство теплоизоляционных материалов из горных пород в ОАО «Новосибирскэнерго /О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов,

B.М. Петраков и др.//Строительные материалы.-№ 2. - 2001.- С. 14-15.

15 Татаринцева О.С. Аппаратурно-методическое обеспечение исследований горных пород / H.H. Ходакова, О.С. Татаринцева // Сб. докл. науч,-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 10-13.

16 Татаринцева О.С. Опытно-промышленная установка по отработке технологии получения теплоизоляционных материалов из нерудных горных пород / М.Г. Потапов, A.B. Литвинов, О.С. Татаринцева, Н.Т. Аполонский // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ«Химмаш», 2001,- С. 13-14.

17 Татаринцева О.С. Технология получения теплоизоляции для трубопроводов / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, В.П. Ковалев // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 34-36.

18 Татаринцева О.С. Перспективы использования горных пород Сибири и Дальнего Востока в производстве базальтовых волокон / О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов, H.H. Ходакова // Стены и фасады. - 2001. - № 3(12). - С. 17-20.

19 Татаринцева О.С. Экологическая безопасность производств теплоизоляционных материалов из базальта / Б.Д. Олейников, Т.В. Тихомирова, О.С. Татаринцева // Сб. докл. II Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002. - С. 9-10.

20 Татаринцева О.С. Разработка технологии получения теплоизоляционных полужестких плит / О.С. Татаринцева, В.В. Самойленко, Т.К., Углова // Сб. докл.

II Всерос. науч. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002,- С.13-15.

21 Татаринцева О.С. Расчет продолжительности процесса сушки при получении теплоизоляционных плит из базальтовой ваты / О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов, Ю.В. Хрусталев, A.B. Литвинов // Сб. докл. II Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002. - С. 16-18.

22 Татаринцева О.С. Влияние температуры получения базальтовых расплавов на их характеристики / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003.-С. 18-21.

23 Татаринцева О С. Прогнозирование вязкости расплавов по химическому составу сырья / О.С. Татаринцева, С.С. Бондарчук // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф.«Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С.21-24.

24 Татаринцева О.С. Структура турбулентной струи энергоносителя в вихревой раздувочной головке для формирования минеральных волокон / В.А. Архипов, С.С. Бондарчук, О.С. Татаринцева // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С. 25-27.

25 Татаринцева О.С. Влияние спектра звука раздувочных головок на параметры минеральной ваты / А.Ю. Бессонов, A.B. Литвинов, О.С. Татаринцева, С.П. Кожарский // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С 39-40.

26 Татаринцева О.С. Сравнительная оценка волокнистых теплоизоляционных материалов / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова // Сб. докл. III Всерос. науч. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С. 53-57.

27 Татаринцева О.С. Процессы влагопереноса в базальтопластиках / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова, О.В. Старцев, Д.В. Филистович // Сб. тез. докл. XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, Казань, 2003. - С. 408.

28 Татаринцева О.С. Непрерывная технологическая линия переработки минерального сырья в теплоизоляционные плиты / В.В. Фирсов, О.С. Татаринцева, В.В. Самойленко // Сб. «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях», Бийск: Изд-во АптГТУ, 2003. - С. 192-196.

29 .Татаринцева О.С. Повышение водостойкости теплоизоляционных материалов / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова // Сб. докл. IV Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004. - С. 49-52.

30 Татаринцева О.С. Сравнительная оценка способов получения полужестких минераповатных плит / В.В. Фирсов, О.С. Татаринцева, В.В. Самойленко // Сб. докл. IV Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства тепло-

изоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004,-С. 47-49.

31 Татаринцева О.С. Параметры истечения струи расплава при формировании базальтовых волокон / В.А. Архипов, С.С. Бондарчук, О.С. Татаринцева, Б.И. Ворожцов // Сб. докл. IV Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004. - С. 70-74.

32 Татаринцева О.С. Феноменологическое исследование преобразования расплава в волокно / Б.И. Ворожцов, О.С. Татаринцева // Сб. докл. IV Всерос. науч.-пр. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004. - С. 74-78.

33 Татаринцева О.С. Об объединении усилий отечественных производителей теплоизоляционных материалов / О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов // Проектирование и строительство в Сибири. - 2004. - №4(22). - С. 28-30.

34 Татаринцева О.С. Определение сроков эксплуатации базальтоволок-нистых теплоизоляционных материалов / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, Г.С. Игонин и др. // Строительные материалы. - 2004. - № 11. - С. 14-15.

35 Татаринцева О.С. Базальтопластик с повышенной тепло- и водостойкостью / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова, В.В. Самойленко // Сб. тез. докл. сем. «Химические аспекты нефтедобычи», Новосибирск: Изд. СО РАН, 2004. - С. 30.

36 Татаринцева О.С. Компактная установка по выпуску базальтоволокнистой теплоизоляции для энергетических предприятий / О.С. Татаринцева, В.В. Самойленко, H.H. Ходакова, В.В. Фирсов // Промышленная энергетика. - 2004. - № 11. - С. 38-40.

37 Татаринцева О.С. Армирующий материал для композиционных намоточных изделий / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова // Строительные материалы -2004.-№ 12. - С.38-39.

38 Татаринцева О.С. Технологическая линия переработки горных пород в теплоизоляционные плиты / О.С. Татаринцева, В.В. Самойленко, В.В. Фирсов // Строительные материалы. - 2005. - № 3. - С. 24-25.

39 Татаринцева О.С. Режимы распада струи расплава при формировании базальтовых волокон I В.А. Архипов, О.С. Татаринцева, Б.И. Ворожцов и др // Сб. докл. V Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2005. - С. 25-28.

40 Татаринцева О.С. Влияние химического состава базальтовых волокон на их устойчивость к агрессивным средам / Д.Е. Зимин, H.H. Ходакова, О.С. Татаринцева II Сб. докл. V Всерос. науч. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш»,2005.-С. 38-44.

41 Татаринцева О.С. Экспериментальное изучение профилей распределения концентрации влаги в базальтопластике / Н.Г. Игонин, О.С. Татаринцева // Сб. тез. докл. 25 Юбилейной межд. науч.-практ. конф. «Композиционные материалы в промышленности», Ялта. - 2005. - С. 317.

42 Татаринцева О.С. Теплостойкое связующее для полимерных композицион-

ных материалов / О.С. Татаринцева, Д.Е. Зимин // Сб. тез. докл. 25 Юбилейной межд. науч.-практ. конф. «Композиционные материалы в промышленности», Ялта. - 2005.-С. 307-309.

43 Татаринцева О.С. Механизм преобразования расплава в волокно / О.С. Татаринцева, Б.И. Ворожцов // Ползуновский вестник. - 2006. - № 2. - С. 149-157.

44 Татаринцева О.С. Особенности плавления горных пород и волокнообразо-вания из расплавов / О.С. Татаринцева, Д.Е. Зимин // Ползуновский вестник. -2006,- №2.-С. 158-162.

45 Татаринцева О.С. Изучение процесса диффузии влаги в эпоксидных ба-зальтопластиках / О.С. Татаринцева, Н.Г. Игонин // Сб. тез. докл. 26 межд. науч.-практ. конференции «Композиционные материалы в промышленности». - Ялта. -2006.-С. 220-221.

46 Татаринцева О.С. / Исследование влияния агрессивных сред на прочностные характеристики волокон в зависимости от их химического состава / Д.Е. Зимин, H.H. Ходакова, О.С. Татаринцева // Сб. докл. III Всерос. конф. молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии», Томск, изд-во Института оптики и атмосферы СО РАН. - 2006. - С. 345-348.

47 Татаринцева О.С. Оценка возможности применения горных пород в производстве базальтового непрерывного волокна / H.H. Ходакова, О.С. Татаринцева // Сб. докл. VI Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш». - 2006. - С. 162-170.

48 Татаринцева О.С. Диффузия воды в базальтопластиках на эпоксидных связующих / Н.Г. Игонин, О.С. Татаринцева // Сб. докл. VI Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш». - 2006. - С. 207-211.

49 Татаринцева О.С. Исследование полимерных композитов термоаналитическими методами / Н.Г. Игонин, О.С. Татаринцева, Н.В. Бычин, Т.Н. Шуйская, С.А. Рябков // Сб. докл. VI Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш». - 2006. - С. 211-217.

50 Татаринцева О.С. Исследование процесса диффузии воды в углепластике на фенолформальдегидном связующем / Н.Г. Игонин, О.С. Татаринцева // Механика композиционных материалов и конструкций.- 2006,- Т.12.- №2 - С.271-278.

51 Татаринцева О.С. Влияние оксидов железа на вязкость и смачивающую способность силикатных расплавов / О.С. Татаринцева, H.H. Ходакова, Д.Е. Зимин, Т.К. Углова // Ползуновский вестник. - 2006. - №2/4. - С. 137-142.

52 Татаринцева О.С. Игонин Н.Г., Татаринцева О.С., Бычин Н.В. Электрон-номикроскопическое исследование увлажнения полимерных композиционных материалов / Н.Г. Игонин, О.С. Татаринцева, Н.В. Бычин II Сб. докл. науч.-пракг. конф. молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных энергетических материалов», Бийск. - 2006. - С. 114-116.

53 Татаринцева О.С. Исследование диффузии влаги в базальтопластике на эпоксидном связующем / Н.Г. Игонин, О.С. Татаринцева // Пластические массы - 2006. - № 11.-С. 37-39.

Подписано в печать 23.12.2006 г. Печать - ризография. Заказ 2006 - 96 Объем 2,44 п.л. Тираж 110 экз. Отпечатано в ИИО БТИ АлтГТУ им. Ползунова 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВ БАЗАЛЬТОВОЛОКНИСТЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1 Сравнительная оценка существующих методов переработки минерального сырья в волокна.

1.2 Направления работ и достигнутые успехи в области создания волокнистых утеплителей.

1.3 Композиционные строительные материалы, армированные волокнами.

ГЛАВА 2 ВЫБОР СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН.

2.1 Критерии пригодности горных пород для получения различного вида волокон.

2.1.1 Оценка сырья по минеральному и химическому составу.

2.1 2 Характеристики расплавов и методы их исследования.

2.1.3 Особенности физико-химических свойств базальтовых стекол.

2.2 Прогнозирование вязкости расплавов по химическому составу сырья.

2.3 Влияние условий получения базальтовых стекол на их параметры и температурный интервал выработки непрерывных волокон.

2.4 Перспективы использования минерального сырья Сибири и Дальнего

Востока в производстве штапельных и непрерывных волокон.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД.

3.1 Разработка технологии и создание производства минеральной ваты из супертонкого волокна.

3.2 Возможные пути повышения эффективности плавления горных пород индукционным методом.

3.3 Экспериментально-теоретическое исследование формирования волокон из расплавов в газодинамическом поле.

3.3.1 Влияние конструкции дутьевых устройств на качество получаемых волокон.

3.3.2 Механизм преобразования расплава в волокно.

3.4 Некоторые аспекты повышения производительности установок получения минеральной ваты.

ГЛАВА 4 СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ.

4.1 Компоновка рецептур связующих и отработка технологических приемов изготовления волокнистых изделий.

4.1.1 Физико-химия образования композитов на основе базальтовых волокон и жидкого стекла.

4.1.2 Эффективность использования смесевого связующего в производстве утеплителей.

4.1.3 Повышение водостойкости минераловатных изделий.

4.1.4 Особенности применения в производстве волокнистых материалов глинистых связующих.

4.2 Технология получения теплоизоляционных плит с повышенной жесткостью.

4.3 Технология изготовления минераловатных скорлуп для изоляции трубопроводов.

4.4 Изучение влияния условий эксплуатации па основные параметры теплоизоляционных материалов с определением их долговечности.

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ГОРНЫХ ПОРОД В ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МЯГКИЕ ПЛИТЫ.

5.1 Аппаратурно-технологическая схема производства изделий.

5.2 Разработка оборудования и отработка технологических режимов изготовления теплоизоляционных плит.

5.2.1 Совершенствование системы дозирования шихты.

5.2.2 Приготовление и ввод связующего в минераловатный ковер.

5.2.3 Исследование процесса сушки волокнистых материалов.

5.3 Оценка экологической безопасности производства теплоизоляционных материалов из базальта.

5.3.1 Утилизация твердых промышленных отходов.

ГЛАВА 6 СОЗДАНИЕ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА С ПОВЫШЕННОЙ

ТЕПЛО- И ВОДОСТОЙКОСТЬЮ.

6.1 Физико-химические основы создания композитов, армированных волокнами.

6.1.1 Обоснование выбора армирующего материала для композиционных намоточных изделий.

6.1.2 Разработка тепло- и водостойкого связующего для базальтопластика.

6.2 Изготовление базальтопластиковых труб и проведение испытаний.

6.3 Процессы влагопереноса в базальтопластиках.

Актуальность исследования. Проблемы энергосбережения, защиты окружающей среды, снижения металлопотребления поставили перед многими отраслями народного хозяйства и, в первую очередь, перед строительной ряд неотложных задач, среди которых создание новых теплоизоляционных и конструкционных материалов и организация производств, обеспечивающих их выпуск, играют решающую роль. К таким материалам следует отнести базальтовые волокна и изделия из них в виде ваты, матов, плит, скорлуп, ровингов, тканей, сеток, пластиков, обладающих рядом уникальных свойств: минимальной тепло- и звукопроводимостью, устойчивостью к огню, кислотам, щелочам, влагостойкостью и долговечностью. Применение базальтоволокнистого утеплителя позволяет не только экономить тепловую энергию на отопление, но и увеличить полезную площадь за счет уменьшения толщины стен, сократить расходы на фундаменты, проводить модернизацию и капитальный ремонт существующих зданий и сооружений с целью приведения их ограждающих конструкций в соответствие с современными требованиями по теплотехнике. Эффективно использование базальтовых грубых волокон в качестве армирующего материала взамен асбеста и металла в производстве асбестоцементных и железобетонных конструкций, а ровингов и нитей при изготовлении базальто-пластиков, по основным техническим характеристикам не только не уступающих стеклопластикам, но и превосходящих их по модулю упругости, ударной вязкости и стойкости к агрессивным средам. Несомненным преимуществом этих полимерных композитов является стабильность качественных показателей при длительной эксплуатации. Продукция из природного камня получила признание во всем мире. Однако существующие объемы производств отечественных базальтоволокнистых материалов неизмеримо малы относительно спроса, технологии, на которых они базируются, морально устарели, а выпускаемая продукция не всегда удовлетворяет современным требованиям, в том числе по экологичности. В то же время одни зарубежные фирмы успешно завоевывают российский рынок строительных теплоизоляционных материалов, другие, экспортируя базальтовые нити и ровинги, значительно продвинулись в технологии производства композиционных изделий. Исходя из этого, задачи создания эффективных утеплителей и полимерных композитов со специальными свойствами, в качественном отношении превосходящих зарубежные аналоги, а также технологических процессов их промышленного получения не вызывают сомнений в актуальности. Безусловно, что разработки эти необходимо вести на надежном фундаменте научных исследований, начиная с выбора сырья и методов его переработки и кончая утилизацией отходов производства изделий.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с конверсионными программами по приоритетным направлениям науки и техники, утвержденными ГУ боеприпасов и спецхимии Комитета оборонных отраслей промышленности РФ (тема «Базальт», договор № 17/Н-93/113-Г), Департаментом БпиСХ Минэкономики России (тема «Диабаз», договор № 65/Э-105 ЮС-99), с планами научно-исследовательских работ Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН за 2001 - 2006 гг., интеграционным проектом ОХНМ РАН по приоритетному направлению «Энерго- и ресурсосберегающие технологии», международным интеграционным проектом с НАМ Беларуси «Развитие научных основ получения тонкого непрерывного волокна из горных пород и реализация их в опытном производстве» и грантом РФФИ № 05-08-17904.

Цслыо работы является научное обоснование создания из минерального сырья эффективных изоляционных материалов строительного назначения и разработки технологических процессов их получения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- выявить особенности физико-химических свойств расплавов горных пород и установить критерии их пригодности для получения различного вида базальтовых волокон с учетом выбранных условий плавления;

- определить режимы и параметры технологического процесса получения минеральной ваты с использованием индукционного метода плавления горных пород в водоохлаждаемом тигле и раздува расплава сжатым воздухом и рассмотреть пути повышения его эффективности;

- изучить механизм формирования штапельных волокон в газодинамического поле и разработать физико-математическую модель волокнообразова-ния из расплавов;

- проанализировать принципы компоновки рецептур связующих и исследовать процессы, сопровождающие получение на их основе волокнистых утеплителей/

- осуществить реализацию результатов научных исследований в технологиях производства базальтоволокнистых строительных материалов;

- исследовать и обосновать возможность создания армированного базальтовыми волокнами полимерного композита с повышенной тепло- и водостойкостью.

Объектами исследования служили магматические горные породы, изготовленные из них волокна и изделия, а также технологические процессы их получения.

Предметы исследования: выбор сырья, проектирование составов, тем-пературно-временные условия плавления пород и волокнообразования из расплавов, процессы сушки волокнистых материалов и влагопереноса в пластиках.

В работе использованы физические и химические методы исследовании состава и структуры исходных веществ и композиционных материалов на их основе, методы математического моделирования для прогнозирования свойств расплавов и установления теоретических зависимостей параметров волокон от условий плавления и волокнообразования.

Научная новизна. Получены новые знания в области переработки минерального сырья в базальтоволокнистые строительные материалы с высокими эксплуатационными свойствами. При этом впервые:

- расширены представления о взаимосвязи физико-химических свойств расплавов с минеральным и химическим составом горных пород, на основании которой выбраны и оптимизированы критерии их пригодности для производства штапельных и непрерывных волокон, основными из которых следует считать поверхностное натяжение, температуру верхнего предела кристаллизации, краевой угол смачивания материала фильерного питателя и вязкость. Получено многофакторное уравнение регрессии, позволяющее с высокой степенью точности прогнозировать вязкость расплава при заданной температуре по химическому составу сырья;

- установлено, что перегрев расплава в границах 1700.2100 °С приводит к его полной дегазации и гомогенизации в течение 5. 10 мин, что обеспечивает формирование волокон с минимальным количеством поверхностных дефектов и однородной структурой, обусловливающих их высокие физико-механические свойства;

- выполнено научное обоснование технологии получения минеральной ваты методом индукционного плавления горных пород с последующим раздувом расплава сжатым воздухом до супертонких волокон, обеспечивающей выпуск продукции, удовлетворяющей современным требованиям строительной отрасли, предъявляемым к волокнистым теплоизоляционным материалам;

- с использованием совокупности математических соотношений для расчета параметров струи расплава и образующихся волокон разработана физико-математическая модель преобразования расплава в волокно в газодинамическом поле с частотой акустических колебаний 20. 100 кГц, адекватность которой подтверждена экспериментальными результатами. Найденные теоретические закономерности явились основой для выбора рациональных технологических режимов производства минераловатных утеплителей;

- установлено, что создание эффективных теплоизоляционных материалов из базальтовых волокон возможно путем использования многокомпонентных связующих с корректирующими добавками, рациональный подбор которых обеспечивает высокую гидролитическую стойкость, широкий температурный интервал применения и долговечность изделий; экспериментально и аналитически показана возможность создания полимерного композита, армированного базальтовыми непрерывными волокнами, с повышенной тепло- и водостойкостью, обеспечивающего длительную эксплуатацию изоляционных конструкционных изделий при температуре 150 °С и 100%-й влажности.

Достоверность результатов экспериментальных исследований и базирующихся на их основе защищаемых научных положений подтверждена использованием известных положений фундаментальных наук и непротиворечивых физико-математических моделей, удовлетворительным согласованием расчетных и опытных данных, анализом погрешностей экспериментов по стандартным методикам, проведением государственной экспертизы при оформлении патентов, а также успешным функционированием производств по выпуску базальтоволокнистой продукции, отвечающей требованиям нормативной документации.

Практическая значимость заключается в расширении номенклатуры горных пород для производства базальтовых волокон, применении найденных аппроксимационных зависимостей при выборе сырья и совершенствовании технологических процессов производства базальтоволокнистой продукции, в установлении и обосновании сроков эксплуатации утеплителей, в использовании теоретических и экспериментальных результатов исследований в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных работ в ТГАСУ, ТПУ и АлтГТУ.

Реализация результатов исследований. Основные положения и полученные результаты использованы при разработке технологических регламентов на производства минеральной ваты и теплоизоляционных плит, методик на проведение исследований базальтовых расплавов, инструкций по эксплуатации оборудования. Разработанные технологии получения базальтоволокни-стых утеплителей внедрены на 9 предприятиях России.

На защиту выносятся:

- обоснование выбора минерального сырья для получения различного вида базальтовых волокон с учетом температурно-временных условий его плавления;

- способ изготовления минеральной ваты из супертонкого волокна с применением индукционного метода плавления горных по род в водоохлаж-даемом тигле и вертикального раздува расплава сжатым воздухом;

- гипотеза о механизме преобразования расплава в волокно в газодинамическом акустическом поле;

- конструкторско-технологические разработки способов производства теплоизоляционных изделий из минеральной ваты с решением сопутствующих задач по выбору связующих, обеспечивающих высокое качество продукции;

- комплекс экспериментально-теоретических исследований по организации непрерывной технологической линии переработки горных пород в теплоизоляционные мягкие плиты;

- результаты исследований по созданию тепло- и водостойкого композиционного материала с обоснованием выбора армирующего волокна и полимерпой матрицы.

Апробация работы. Основные положения и результаты работ, составляющих содержание диссертации, обсуждались на совещаниях, семинарах, конференциях всероссийского и международного уровней, таких как «The Scientific Conference on use of Research Conversion Results in the Siberian Institutions of Higher Education for International Cooperation (Томск, 1995), межд. семинар «Нетрадиционные технологии в строительстве», (Томск, 1999), городская науч.-практ. конф. «Социально-экономические проблемы развития Бий-ска» (Бийск, 1999), специальная сессия межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности (Новосибирск, 1999), межд. Сибирская ярмарка «Siberia» (Новосибирск, 2001), I-VI Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (Бийск, Белокуриха, 2001-2006), XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, (Казань, 2003), межвуз. конф. «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск, 2003), семинар «Химические аспекты нефтедобычи» (Новосибирск, 2004), читательская науч.-техн. конф. «Журнал «Строительные материалы» - 50 лет с отраслью» (Новосибирск, 2005), 25 и 26 межд. конф. «Композиционные материалы в промышленности» (Ялта, 2005, 2006). Часть разработок, выполненных по теме диссертации, отмечена дипломами и медалями межд. Сибирской ярмарки (1998, 1999, 2000), городской и краевой администраций (1999, 2002), межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» (2003).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 53 научные работы, в том числе 13 статей в рекомендуемых ВАК изданиях, 3 статьи в известных российских журналах, 32 доклада в сборниках конференций, получены 4 патента на изобретения и свидетельство на полезную модель.

Личный вклад автора состоит в формулировании основных научных идей, постановке задач и планировании исследований, разработке методов проведения экспериментов и испытаний, создании теоретических моделей и методик расчета, руководстве сотрудниками, выполнявшими работы по данной теме, и авторском надзоре за организацией промышленных производств. При этом большая часть экспериментальных работ выполнена автором.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 360 наименований, 15 приложений. Работа изложена на 272 страницах текста, содержит 68 рисунков и 30 таблиц.

ВЫВОДЫ

1 Особенностями физико-химических свойств базальтовых расплавов, оказывающих влияние на процессы стекловарения и волокнообразования, являются высокий уровень поверхностного натяжения, резкая зависимость вязкости от температуры, повышенные кристаллизуемость и смачивание материала, из которого изготавливают промышленные сосуды и питатели для выработки волокон. С учетом этих особенностей, а также установленной связи свойств расплавов с минеральным и химическим составом горных пород выбраны критерии их пригодности для производства штапельных и непрерывных волокон, важнейшими из которых следует считать температуру верхнего предела кристаллизации, краевой угол смачивания и вязкость расплава. При этом показано, что температура верхнего предела кристаллизации определяет нижнюю границу интервала выработки волокон, а смачивание - нижнюю. Для производства штапельных волокон наиболее оптимальной в диапазоне температур 1400. 1450 °С является вязкость расплава в диапазоне 3.10 Па-с, а непрерывные волокна стабильно формуются из расплавов с вязкостью 10.20 Па-с.

2 Полученная в результате математического моделирования с использованием массива экспериментальных данных по горным породам 27 месторождений аппроксимационная формула для расчета вязкости расплава по химическому составу сырья учитывает, в отличие от известных, не только вклад в значение вязкости отдельных расплавообразующих оксидов, но и их взаимное влияние, отраженное в модуле кислотности, и позволяет с достаточной точностью прогнозировать вязкость при заданной температуре.

3 Плавление горных пород токами высокой частоты значительно сокращает во времени процесс стекловарения путем подъема температуры до 1700.2100 °С. При этом за счет перегрева стекломассы снижается ее вязкость, усиливается конвективное движение и обеспечивается более полная гомогенизация расплава. Полученное по индукционной технологии базальтовое волокно имеет практически бездефектную поверхность и вследствие этого высокие прочностные свойства и химическую стойкость, что позволяет говорить о перспективах его применения как в строительной индустрии, так и в других отраслях народного хозяйства.

4 Разработанный и запатентованный способ изготовления минераловат-ного ковра, включает плавление горных пород токами высокой частоты в водо-охлаждаемом тигле с последующим раздувом расплава сжатым воздухом в супертонкие волокна. В развитие этого способа обоснован и экспериментально подтвержден выбор прямоточной раздувочной головки, обеспечивающей получение минеральной ваты с диаметром элементарного волокна 1.3 мкм и содержанием неволокнистых включений до 5 % при низких входных давлениях энергоносителя, предложены пути повышения эффективности процесса плавления, основным из которых является работа с закрытым зеркалом расплава, обусловливающая минимальные потери излучением.

5 На основе предложенной физико-математической модели преобразования расплава в волокно в прямоточной раздувочной головке, отличительная особенность которой заключается в представлении механизма формирования волокон как последовательного сдвига вершин капиллярных волн, возникающих на поверхности расплава в результате воздействия на него сверхзвукового газодинамического потока и генерируемого им акустического поля, получены выражения для расчета параметров струи расплава и образующихся волокон в зависимости от массового расхода и вязкости расплава, давления энергоносителя и частоты генерированных колебаний. Расчетные значения этих параметров имеют высокую сходимость с экспериментальными данными, что свидетельствует о достоверности разработанной модели.

6 С использованием эффективных гидрофобизирующих веществ из класса кремпийорганических жидкостей и найденных функциональных зависимостей водопоглощения от их содержания в волокнистом материале созданы экологически чистые негорючие теплоизоляционные материалы, по основным характеристикам не уступающие, а по водо- и термостойкости в 1,5.2 раза превосходящие отечественные и зарубежные аналоги. Для реализации высоких прочностных свойств изделий в технологическую схему производства полужестких плит включен узел частичной переориентации супертонких волокон в вертикальное положение, а для формования минераловатных скорлуп предложен метод центрифугирования, позволяющий удалять максимум избыточной влаги из образца и, как следствие, за счет сокращения времени сушки снизить энергозатраты процесса.

7 Промышленные испытания разработанного на основе новых технологических и конструкторских решений комплекса по переработке минерального сырья в теплоизоляционные строительные материалы подтвердили правильность выбранного направления по созданию эффективных утеплителей с использованием индукционного способа плавления горных пород, акустического раздува расплава воздухом и диспергирования раствора связующего в камеру волокноосаждения с последующей сушкой обработанного связующим минера-ловатного ковра. Разработанный регламент технологического процесса получения минеральной ваты и плит на ее основе явился базовым для выпуска технологической документации для других вновь создаваемых производств.

8 Экологический мониторинг ряда производств базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов, использующих индукционный способ плавления, позволил отнести их к самой низкой категории опасности - четвертой. При этом установлено отсутствие эффекта суммации токсичности выделяющихся при ведении технологического процесса вредных веществ, что является весьма важным для получения разрешения на организацию таких производств в непосредственной близости от жилой зоны.

9 Предложенные способы утилизации базальтовой пыли включают изготовление эффективного чистящего средства и шпатлевки с высокими технологическими и эксплуатационными свойствами, а также использование пыли в качестве многофункционального минерального удобрения.

10 Расчетные значения сроков эксплуатации в зоне умеренно холодного климата теплоизоляционных изделий из базальтовых волокон, полученных методом индукционного плавления, согласно испытаниям, проведенным в соответствии с разработанной методикой определения долговечности волокнистых утеплителей, в основу которой положен способ циклического термостатирования образцов в ненапряженном состоянии в течение заданного периода времени с последующим изучением их свойств, достигают 50 лет.

11 Создание изоляционного конструкционного материала с высокой тепло- и водостойкостью возможно с применением в качестве наполнителя базальтовых непрерывных волокон, а полимерной матрицы - связующего на основе азотосодержащей эпоксидной смолы. Наличие на поверхности волокон сила-нольных и гидроксильных групп примесных металлов, являющихся активными адсорбционными центрами, способными вступать во взаимодействие с эпоксидными связующими, обусловливает высокую скорость пропитки, смачиваемость и большую глубину прохождения процесса отверждения.

1. Петрянов И.В., Козлов В.И., Басманов П.И., Огородников П.И. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.: Знание, 1968. - 78 с.

2. Исследование пористости и некоторых физических свойств базальтовых волокон из горных пород // Техн. отчет Киевского педагогического ин-та; Руководитель Левандовский В.В., 1979. 58 с.

3. Рабинович Ф.Н. Исследование вопросов применения материалов на основе глиноземистого цемента и гипса, армированных стеклянными волокнами, для ограждающих конструкций промышленных зданий: Автореф. дис. .канд. техн. наук.-М.: ЦНИИпромизданий, 1967.

4. Рабинович Ф.Н., Клишанис Н.Д. Устойчивость стеклянных волокон к воздействиям среды гидратирующихся цементов // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1982. - № 2. - Т. 18. - С. 165-168.

5. Применение сталефибробетона в транспортном строительстве // Материалы научно-технического симпозиума. М.: Корпорация «Трансстрой», 1998.-146 с.

6. Рабинович Ф.Н. Перспективы производства базальтовых волокон на базе Норильского горно-металлургического комбината // Строительные материалы.- 1997.- №7.-С. 16-18.

7. Гоберис С.Ю. Некоторые аспекты получения силикатного расплава // Огнеупоры. 1993.-№5.-С. 12-13 .

8. Глинков М.А., Глинков Г.М. Общая теория печей. М.: Металлургия, 1978.-478 с.

9. Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1970. - 382 с.

10. Нагибин Г.В., Павлов В.Ф., Эллерн М.А. Технология теплоизоляционных и гипсовых материалов. М.: Высшая школа, 1973. - 424 с.

11. Горяинов К.Э., Дубенецкий К.Н., Васильков С.Г., Попов Л.Н. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов / Учеб. пособ. для вузов. М.: Стройиздат, 1976. - 536 с.

12. Гюнтер Р. Ванные стекловаренные печи.-М.: Стройнздат,1967 282 с.

13. Спирин IO.J1. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1975. - 378 с.

14. Джигирис Д.Д., Полевой П.П., Полевой Р.П. Ванная печь для плавления основных горных пород // Строительные материалы. 1974. - № 9. -С. 13-17.

15. Ориентировочная оценка параметров тепловой работы плавильных печей при производстве базальтового волокна / С.Н. Шибалов, J1.H Смирнов // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Информконверсия, 2001. - С. 42-47.

16. Регельман Х.З. Машины для формирования химических и минераловатных волокон. М.: Стройиздат, 1980. - 278 с.

17. Жилин А.И., Гаврилов Е.К. Шлаковая вата. Свойства, получение и применение. М.: Стройиздат, 1946. - 280 с.

18. Штром В.В. Машины и оборудование для производства теплоизоляционных строительных материалов. М., 1973. - 342 с.

19. Китайцев В.А. Типы печей в производстве минеральной ваты // В сб.: Промышленность строительных материалов. -М., 1945. 304 с.

20. Гинзбург Д.Г. Стекловаренные печи. М.: Изд-во литературы по строительству, 1967. - 214 с.

21. Волокитин Г.Г., Борзых В.Э., Унжаков С.О., Никифоров А.А. Плазменная технология получения минерального волокна // Теплофизика и аэромеханика. 1994.-Т. 1.-С. 165.

22. А.с. 1689314 СССР, МКИ С03 В 37/06 Способ получения минерального волокна / С.К. Кравченко, А.Н. Лактюшин, Т.В. Лактюшина. Опубл. 1991. - Бюл.ИСМ № 41. - С.36.

23. Петраченко В.В. Получение минерального волокна по плазменной технологии из техногенного сырья // Сб. докл. межд. семинара «Нетрадиционные технологии в строительстве». Томск. - 1999. - С.90-93.

24. Унжаков С.О. Плазменная электротехнология получения минерального волокна. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1996.

25. Усов Л.Н., Борисенко А.И. Применение плазмы для получения высокотемпературных покрытий. Л.: Наука, 1965. - 86 с.

26. Особенности технологического производства теплоизоляционных изделий из базальтовых волокон и их физико-механические свойства / B.B. Гурьев, Е.И. Непрошин // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Информкон-версия, 2001. - С. 129-155.

27. Вайцберг A.M. Индукционные плавильные печи. М.: Энергия, 1967. -С. 154-217 .

28. Петров Ю.Б., Канаев И.А. Индукционные печи для плавки оксидов / Библиотека высокочастотника-термиста.- Вып.5 Л.: Политехника, 1991 - 84 с.

29. Производство базальтового штапельного волокна бесфильерным методом / А.С. Уваров // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Ин-формконверсия, 2001. - С. 71 -75.

30. Лесков С.П. Мини-заводы для производства базальтового волокна // Строительные материалы. 2001. - №. 4. - С. 25-26.

31. Зяблицкий А.В. Теоретические основы формования волокон. М.: Химия, 1979.- 503 с.

32. Федорова Т.П. Современные способы получения минераловатных изделий / Обзор. М., 1967. - 126 с.

33. Устенко А.А. Исследование механизма образования волокон при производстве минваты и стекловаты дутьевым способом. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: МИСИ, 1960.

34. Ультразвуковые методы воздействия на технологические процессы / Науч. труды Моск. института стали и сплавов. М.: Металлургия, 1981.

35. Вельсовский В.Н., Еремин И.А. Минераловатные утеплители. М.: Госстройиздат, 1963. -216 с.

36. Мешков Г.В. Фильерно-дутьевой способ получения минеральной ваты и изделий на ее основе // Строительные материалы. № 9. - 1962. - С. 25-27.

37. Стекло / Справочник под ред. Павлушкина Н.М. М.: Стройиздат, 1989.- 178 с.

38. Тобольский Г.Ф. Минеральная вата и изделия из нее. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд-во, 1968.- 235 с.

39. Сперантов Н.А., Тысский А.В. Шлаковая вата. М.: Металлургиздат, 1953.-256 с.

40. Технология производства теплоизоляционных, акустических и других эффективных строительных материалов // Сб. трудов ВНИИтеплоизоляция. Вильнюс, 1976. Вып. 9.-168 с.

41. А.с. 1058903 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Дутьевая головка / Р.Д. Тихонов, Б.С. Пашковский и др. Опубл. 1983. - Бюл. ИСМ № 45. - С. 84.

42. Дунин-Барковский Р.Л., Шароватов А.Е. Производство минеральных прошивных матов на Камчатке // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 23-24.

43. А.с. 1335540 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Способ получения волокнистого материала и устройство для его осуществления / Л.И. Корницкий, А.И. Яковлев. Опубл. 1987. - Бюл. ИСМ №30.-С. 108.

44. Свидетельство № 3127 СССР. Дутьевая головка (полезная модель). 1996 / О.С. Татаринцева, Н.Н. Ходакова, Г.Б. Лапутина.

45. Сырье для производства минеральной ваты в СССР / Каталог-справочник,- ВНИИтеплоизоляция. Вильнюс, 1977. 106 с.

46. Пат. 161934 Польша, МКИ5 С 03 В 37/08 Centralny osrodek badawczo-rozwojowy przemystu izolacji Budowlanej, Katowice / W. Kretowicz, T. Trybus, J. Dragufa, A. Patryn. Опубл. 1995. - Бюл. ИСМ № 1.

47. Дитякин Ю.Ф., Клячко J1.A., Новиков Б.В., Ягодкин В.И. Распылива-ние жидкостей. -М.: Машиностроение, 1977. 216 с.

48. А. с. 151580 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Двухпоточный центробежный способ производства минеральной ваты / Н.Н. Кальянов. Опубл. 1962. - Бюл. ИСМ № 22.

49. А. с. 151781 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Центрифуга для производства минеральной ваты / Р.Я. Берге, В.К. Тобиас, В.А. Оснаулус, Г.Е. Егерманис. -Опубл. 1962. Бюл. ИСМ № 52.

50. Салярский А.П., Андреев В.А., Родов Э.С. Производство ваты методом многоступенчатого центрифугирования. М.: ВНИПИтеплопроект ЦБТЛТУ Минстроя РСФСР, 1961.-243 с.

51. Кальянов Н.Н., Черков Д.А., Лукашев С.Я. Заводы минеральной ваты.- Л.: Гостройиздат, 1962. 255 с.

52. Завельский И.М., Юцис Н.Н. Оборудование технологических линий по производству минераловатных изделий // Строительные и дорожные машины. 1969. - № 11. - С.21.

53. Stermer С. Basalt fiber // Sprechsaal fur keramic-glass. 1958. №14.-P. 15-20.

54. Бреховский C.M. Стекло за рубежом. Производство и применение. -М.: Гостройиздат, I960. 192 с.

55. Сысоев Г.М., Тальдрик А.Ф., Шкадов. В.Я. Течение плёнки вязкой жидкости по поверхности вращающегося диска // ИФЖ. 1986. - Т.51. - № 4.- С. 5-7 .

56. Школьников Я.А., Полик Б.М., Кочаров Э.П., Нигин Э.Р. Стеклянное штапельное волокно. М.: Химия, 1969. - 256 с.

57. Пат. 4601742 США, МКИ 4С 03, В 37/06. Дутьевая головка установки для изготовления минерального волокна.

58. Бутузов А.И., Пуховой И.И. О режимах течения плёнки жидкости на вращающейся поверхности // ИФЖ. 1976. - Т.31. - № 2. - С. 217.

59. Григорьев B.C. Производство и применение минеральной шерсти в США. М.: Стройиздат, 1947. - 76 с.

60. Риферт В.Г., Мужилко А.А., Курилова Е.Б. Закономерности измерения средней толщины плёнки на вращающемся диске // ТОХТ. 1988. - Т.22. -№.5.- С. 642.

61. Шиляев М.И., Толстых А.В., Борзых В.Э. Теплофизические условия образования гарнисажного слоя при течении плёнки расплава по вращающемуся диску // ТВТ. 1998. - Т.36. - № 2. - С.267.

62. Земцов А.Н., Гаврилов-Кремичев H.JL, Николаева И.Л. Минеральная вата на основе горных пород: перспективы развития производства и применения // Проектирование и строительство в Сибири. 2002. -№ 1 (7). - С. 27-28.

63. Продукция из каменной ваты для общего строительства, фасадов и плоских крыш // Проектирование и строительство в Сибири. 2002. - № 6 (12).-С. 57.

64. Пат. 165704 ВНР, кл. СОЗ В, 37/00, 1976.

65. Guarda-Wool and Guarda-Glass products Glass-fiber paper // Insulation. -1977. V.21.-N6-P. 29-35.

66. Keyzlar T. Novy tepelne izolacni material provyssi teploty // Stavivo. -1979.-V. 57.-N 1. P. 31-33.

67. Facts about the danich Rockwool production centers // Проспект фирмы Rockwool.

68. Inswool als Bau Werkstoff // Проспект фирмы Rockwool- Ab (Швеция).

69. Проспект фирмы Pereisten Kalkki. P. II. - 1978.

70. Пат. 51-38346 Япония, кл. 25 (5) PI; 25.1.F.9; 86 (5)В1; МКИ В 29J I/O. Заявка от 29.12.1972 г.

71. Теплоизоляционные материалы в центре внимания НТС Госстроя России // Строительные материалы. - 2002. - № 4. - С. 38-39.

72. Сравнительная оценка эффективности применения различных типов теплоизоляционных материалов / С.Н. Шибалов, Х.М. Аберяхимов // В сб.: Ба-зальтоволокнистые материалы. -М.: Информконверсия, 2001. С. 156-169.

73. Пат. 2128633 РФ, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения теплоизоляционного материала / Т.Н. Радина, Ю.П. Карнаухов, А.В. Ев-сини др. Опубл. 1999.-Бюл. ИСМ № 10.-С. 383.

74. Пат. 1671641 СССР, МКИ5 С 04 В 28/24. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного изделия / А.Ф. Илюхин, С.М. Курченко, Ф.Ш. Гад-жиев и др. Опубл. 1991. Бюл. ИСМ № 31. - С. 71.

75. Пат. 2101253 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / Т.М. Радина, Ю.П. Карнаухов, А.Ф. Га-лицкий, И.Г. Невмержицкий. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 1. - С. 266.

76. Пат. 2060239 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / В.П. Беляев.Опубл.1996 Бюл. ИСМ № 14.-С. 18.

77. Пат. 2101255 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.Г. Ходин, А.Н. Петров, В.И. Санникова и др. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 1. - С. 266.

78. Пат. 1719350 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / JI.A. Никитина, С. В. Афанасьев, Ю.А. Ананников и др. Опубл. 1992.-Бюл. ИСМ№ 1.-С. 87.

79. Пат. 1740204 РФ, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.В. Лисовский, И.И. Злотников, С.В. Галов, LLI.E. Исмаилова и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 27. - С. 78.

80. Пат. 1763417 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26, С 04 В 18/18. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Н.Г. Кудояров, Т.А. Федорова, М.Р. Кадыралиев и др. Опубл. 1992. Бюл. № 35. - С. 93.

81. А.с. 1583388 СССР, МКИ С 04 В 28/24. Смесь для изготовления теплоизоляционных материалов / А.А. Свижина, В.А. Григорьев, В.А. Майстренко, Э.И. Бабчинская. Опубл. 1990. Бюл. ИСМ № 9. - С. 87.

82. А.с. 1159912 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / П.В. Сысоев, Н.М. Климашевич, М.С. Се-менюк и др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 21. - С. 90.

83. Пат. 1779677 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала / В.В. Лисовский, И.И. Злотников, С.В., Е.Ф. Кудрина и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 48.- С. 57.

84. Пат. 1807035 РФ, МКИ5 С 04 В 28/24. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Э.Р. Саакян, P.P. Саркисян, Р.Н. Язычан и др. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 13.-С. 84.

85. Пат. 1791417 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26. Композиция для изготовления покрытия / А.Н. Владимиров, Ю.Г. Дудеров, A.M. Мельников, Е.П. Новиков. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 4. - С. 91.

86. А.с. 1143729 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Теплоизоляционный материал / Г.Д. Дибров, М.Н. Грицюк. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 48. - С. 85,

87. А.с. 1265181 СССР, МКИ С 04 В 28/02. Композиция для изготовления звукопоглощающего материала / В.В. Мартынов, В.А. Градов, Л.А. Борисов, Л.В. Любушкин и др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 39. - С. 67.

88. А.с. 1381105 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для теплозащитного покрытия / B.C. Сорин, Л.А. Лукацкая, И.Р. Ладыгина. Опубл. 1988. -Бюл. ИСМ № 10.-С. 95.

89. А.с. 14355671 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / А.К. Гармуте, Б.А. Валинчене. Опубл. 1988. -Бюл. ИСМ № 41. С. 81.

90. А.с. 1468883 СССР, МКИ С 04 В 28/24.Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / В.Г. Попов, М.Я. Морозов, В.А. Майстренко и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 12. - С. 96.

91. А.с. 1135732 СССР, МКИ С 04 В 28/24. Сырьевая смесь для изготовления огнестойкого покрытия / B.C. Сорин, Л.А. Лукацкая, И.Р. Ладыгина, Н.П. Зелинская. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 3. - С. 61.

92. А.с. 1719350 СССР, МКИ5 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / Н.Н. Игнатенко, Л.А. Никитина, С.В. Афанасьев, 10.А. Анаипиков и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 1. - С. 87.

93. А.с. 1521729 СССР, МКИ С 04 В 28/34, С 04 В 14/40. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / Б.С. Тяпкин, В.А. Михалевич, Б.Л. Красный, В.А. Копейкин и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 42. - С. 98.

94. Заявка 255050 ПНР, МКИ4 С 04 В. Способ изготовления огнеупорных изоляционных изделий. Опубл. 1987. Бюл. ИСМ № 12. - С. 8.

95. Пат. 256508 ГДР, МКИ4 С 04 В 14/38, В 28 В 1/52. Способ изготовления минерально-волокнистых плит, не содержащих асбеста. Опубл. 1988. -Бюл. ИСМ № 12.-С. 2.

96. Пат. 4316901 Германия, МКИ С 04 В 28/26, 16/02. Теплоизоляционный материал, а также способ и устройство для его изготовления. Опубл. 1995. -Бюл. ИСМ № 5. С. 3.

97. Заявка 3-1273 Япония, МКИ5 С 04 В 35/66. Состав огнеупорного связующего раствора. Опубл. 1991.-Бюл. ИСМ.-№ 12.-С. 64.

98. Заявка 4-25235 Япония, МКИ5 С 04 В 38/02. Способ изготовления огнеупорных плит. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ.-№ II.-С. 38.

99. А.с. 1209656 СССР, МКИ С 04 В 28/34, С 04 В 14/38. Композиция для изготовления тепло- и звукоизоляционных изделий / Р.Ж. Айдаров, Б.М. Акимов, Б.П. Барановский и др. Опубл. 1986. Бюл. ИСМ № 5. - С. 85.

100. А.с. 1167172 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия/Б. Л. Красный, А. А. Константинов, А. А. Еремеев и др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 26. - С. 107.

101. А.с. 1216170 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Композиция для изготовления звукопоглощающего материала / В.А. Градов, С.Г. Жуков, И.К. Земляков, А.А. Еремеев. Опубл. 1986. Бюл. № 9. - С. 108.

102. А.с. 1477713 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий / В.А. Нечаев, В.М. Червонин и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 17. - С. 89.

103. Пат. 1747416 РФ, МКИ С 04 В 26/00. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Б.К. Димедович, Н.П. Садченко, З.Н. Козич и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 26. - С. 75.

104. Пат. 1756304 РФ, МКИ С 04 В 28/34. Композиция для изготовления минераловатных изделий / Н.Э Стаховская, Н.П. Садченко и др. Опубл. 1992. -Бюл. ИСМ № 31. С. 87.

105. Пат. 2079472 РФ, МКИ6 С 04 В 35/66, 28/24. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий / В.И. Андреев, М.Ф. Александров, В.Ф. Аносов и др. Опубл. 1997. Бюл. ИСМ № 14. - С. 83.

106. Пат. 2091348 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала. Опубл. 1997. ИСМ № 27. - С. 280.

107. ИЗ Пат. 2104252 РФ, МКИ С 04 В 14/38. Композиция для изготовления теплоизоляционных изделий / Г.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, В.Э Борзых. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 4. - С. 278.

108. А.с. 1161496 СССР, МКИ С 04 В 28/00. Теплоизоляционная масса / Н.Н. Малентьев, В.А. Дунаев, И.И. Шахов, М.М. Аверкина. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ №22.-С. 110.

109. А.с. 1178729 СССР, МКИ С 04 В 26/02. Теплоизоляционная масса / Е.В. Важенин, Т.К. Чувашева, Р.Д. Тихонов. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 34. -С. 77.

110. А.с. 1349200 СССР, МКИ6 С 04 В 38/02. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала / И.А. Пихутин, Н.Н. Корниенко, Г.И. Кадышева. Опубл. 1995. Бюл. ИСМ № 21. - С. 294.

111. А.с. 1477565 СССР, МКИ В 28 В 1/52. Композиция для изготовления огнеупорных теплоизоляционных изделий / И.Г. Субочев, И.В. Еремина, В.В. Чурилов. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 17. - С. 58.

112. Джигирис Д.Д., Корниенко J1.B., Ляшкова С.А. Новый теплоизоляционный материал // Промышленность строительных материалов. М.: ВНИИСМ, 1988,- Сер. 6,- Вып.2.-С. 2-3.

113. Пат. 1715778 РФ, МКИ С 04 В 28/24, С 04 В 38/02. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.А. Городецкий, Е.В. Важенин, В.Ф. Кибол. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 8. - С. 82.

114. Пат. 213426 ГДР, МКИ С 04 В 43/02, 43/12, 31/02. Волокнистый изоляционный материал с комбинацией неорганических и органических соединений в качестве вяжущих. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 2. - С. 5.

115. А.с. 996402 СССР, МКИ С 04 В 43/02. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / Я.Г. Харитон, В.Е. Фридрихсон, Н.Л. Мазанова. Опубл. 1983. Бюл. ИСМ № 6. - С. 125.

116. А.с. 1426960 СССР, МКИ С 04 В 28/06. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / А.С. Крупа, С.И Бондарепко, А.В. Никагуров и др. Опубл. 1988.-Бюл. ИСМ№36.-С. 102.

117. Пат. 240313 ЧССР, МКИ4 С 04 В 43/02. Теплоизоляционная плита и способ ее получения. Опубл. 1986. Бюл. ИСМ № 9. - С. 25.

118. Заявка 2-54294 Япония, МКИ5 С 04 В 28/24. Формование изделия из неорганического волокна. Опубл. 1991. Бюл. ИСМ № 9. - С. 39.

119. Пат. 2057741 РФ, МКИ4 С 04 В 38/00. Композиция для получения теплоизоляционного материала / А.С. Николаев, В.А. Коробов, М.Ю. Нахшин, М.В. Каменцев. Опубл. 1996. Бюл. ИСМ № 10. - С. 188.

120. Пат. 2081095 РФ, МКИ С 04 В 38/00. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала / В.П. Сергеев, Ю.Н. Чувашов, В.А. Ротач, Л.П. Гулькой др. Опубл. 1997.-Бюл. ИСМ№ 16.-С. 115.

121. А.с. 1463727 СССР, МКИ С 04 В 28/26, С 04 В 14/38. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Е.А. Рыбалко, В.М. Панасевич,

122. A. И. Ильченко и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 9. - С. 120.

123. Пат. 2044718 РФ, МКИ6 С 04 В 5/00. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.Ф. Позняков, В.М. Янченко, А.В. Прийдун и др. Опубл. 1995. Бюл. ИСМ № 27. - С. 203.

124. Пат. 2102350 РФ, МКИ6 С 04 В 26/02. Теплоизоляционный материал /

125. B.И. Божко, О.М. Ященко, Л.В. Тимофеев. Опубл. 1998. Бюл. № 2. - С. 248.

126. Свидерский В.А., Ященко О.М. Долговечность гидрофобизирован-ных глинисто-волокнистых композиций // В сб. ст. «Композиционные материалы на основе базальтовых волокон». Киев: ИПМ АН УССР, 1989. - С. 86-90.

127. А.с. 1346615 СССР, МКИ С 04 В 26/26, В 30/02. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий / В.Ф. Панова, Н.Г. Пшонкин, Н.С., Глушаненко и др. Опубл. 1987. Бюл. ИСМ № 39. - С. 118.

128. А.с. 1470708 СССР, МКИ4 С 04 В 26/12. Композиция для теплоизоляционного покрытия / В.И Артемов, И.И. Егоров, Б.В. Орлов и др. Опубл. 1989. -Бюл. ИСМ № 13.-С. 105.

129. Пат. 1719344 РФ, МКИ5 С 04 В 26/00. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных минераловатных изделий / М.Х. Ярошенко, А.П. Федоров, В.Г. Бородин и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 10. - С. 87.

130. Пат. 1796599 РФ, МКИ5 С 04 В 26/12. Полимерминеральная смесь / Н.А. Самигов, В.И. Соломатов, А.Т. Джалилов и др. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ №7.-С. 75.

131. Пат. 1834870 РФ, МКИ5 С 04 В 26/12. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / И.З. Ахметшин. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 30. -С. 99.

132. Пат. 1834873 РФ, МКИ5 С 04 В 26/26. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / О.Ш. Кикава, Е.Я. Степанов, Н.Д. Кастомарова, Н.В. Борисова. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 30. - С. 99.

133. Пат. 2114080 РФ, МКИ6 С 04 В 26/12. Полимерная композиция для изготовления малотоксичных минераловатных изделий / В.В. Глухих, В.Г. Бу-рындин, Т.С. Выдрина и др. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 18. - С. 240.

134. New inorganic insulation. Glass mat faced insulation // Insulation. 1978. -V 22.-№4.-P. 116-122.

135. A.c. 1368292 СССР, МКИ С 04 В 28/00. Теплоизоляционный акустический материал и способ его получения / A.M. Сторожинский, В.А. Подлес-ных, JI.A. Спирин и др. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 3. - С. 87.

136. А.с. 1416466 СССР, МКИ С 04 В 26/00. Сырьевая смесь / А.С. Григорян, Ю.Б. Митарджян, С.И. Согоян. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 30 - С. 85.

137. А.с. 1416467 СССР, МКИ С 04 В 26/00, 14/38. Масса для изготовления теплоизоляционного материала и способ изготовления теплоизоляционного материала / А.С. Григорян, С.И. Согоян, Ю.Б. Митарджян, К.А. Торосян. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 30. - С. 85.

138. А.с. 1416471 СССР, МКИ С 04 В 28/24, 14/38. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / А.С. Григорян, К.А. Торосян, С.И. Согоян и др. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 30. - С. 85-86.

139. Пат. 282906 ГДР, МКИ4 С 04 В 14/38. Способ изготовления износостойких волокнистых изоляционных плит с органическим связующим. Опубл. 1991.-Бюл. ИСМ № 12.-С. 1.

140. Джигирис Д.Д., Демьяненко Ю.М., Махова М.Д. и др. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового супертонкого волокна // Строительные материалы.- 1976,-№ 12.-С. 9-11.

141. Пат. 2093489 РФ, МКИ6 С 04 В 28/00. Сырьевая смесь для изготовления звукопоглощающих минераловатных изделий / С.Г. Жуков, А.А. Еремеев, В.А. Градов. Опубл. 1997. Бюл. ИСМ № 29. - С. 285.

142. Пат. 239 184 ЧССР, МКИ4 С 04 В 1/90. Способ изготовления изоляционных плит, содержащих минеральные волокна. Опубл. 1986. Бюл. ИСМ №8.-С. 14.

143. Заявка 1-52356 Япония, МКИ4 С 04 В 38/00, В 32 В 19/06. Плиты из минерального волокна. Опубл. 1990. Бюл. ИСМ. Вып. 57. - № 7. - С. 65.

144. Keyzlar Т. Novy tehelne izolacni material provyssi teploty // Stavivo. -1979. V.57. -№ 1.-P. 31-33.

145. Маркина P.B., Чернихов А.Я., Восторгов E.E. Термостойкие полимеры в Японии // Пластические массы. 1980. -№ 9. - С. 26-29.

146. Киселев Б.А. Стеклопласты материал будущего. - М.: Изд-во АН СССР, 1959.

147. Стеклянное волокно и стеклопластики за рубежом / Обзор иностранной литературы. М.: НИИТЭИ, 1965. - 46 с.

148. Морган Ф. Стеклопластики. -М.: ИНЛ, 1961.-474 с.

149. Sheard P. Expansion of composite materials applications // Adv. Mater. Technol. Int., London. 1992. - P. 42-44.

150. Обзор предложений на рынке стеклопластиковых труб и оценка возможной технологии их производства в условиях БЗС. Бийск. - 2000. - 24 с.

151. Андреевская Г.Д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики. М.: Наука, 1966.-76 с.

152. Цыплаков О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек.

153. JT.: Машиностроение, 1968. -171 с.

154. Изготовление конструкций из стеклопластиков методом намотки / Обзор иностранной литературы. М.: Дом техники, 1962. - 125 с.

155. Strength of graphite fibers increased in U.S. program // Adv. Mater, and Process. 1994. V. 146.-№6. -P. 9-11.

156. Пат. 2697258 Франция, МКИ5 С 08 5 5/24 Procede de pultrusion de ma-teriaux composites furaniques renforces par fibres / M. Chen-Chi, National Science Council. Опубл. 29.04.94.

157. Reinforcing materials and disperse filters for composites / Khazanov V. // Glass Prod. Technol. Int., 1994: Int. Rev. Glass Prod. And Manuf. Technol. London. 1994.-P. 185-186.

158. Тростянская Е.Б. Пластики конструкционного назначения. М.: Химия, 1974.-89 с.

159. Татаринцева О.С., Игонин Н.Г. Исследование процесса диффузии воды в углепластике на фенолформальдегидном связующем // Механика композиционных материалов и конструкций 2006 - Т. 12.- №2 - С.271-278.

160. Соколинская М.А., Тутаков О.В., Забава Л.К. Исследование термомеханических свойств базальтокомпозитов // Материалы IX Всесоюзн. совещания по термическому анализу. Ужгород, 1985. - С.36-39.

161. Шорохов В.М. Полимерные композиты на основе базальтоволокни-стых материалов // Сб. науч. труд. «Композиционные материалы на основе базальтовых волокон». Киев: ИПМ АН УССР, 1989. - С. 118-126.

162. Волынский А.К., Кутырев Ю.В., Соколинская М.А., Тутаков О.В. Конструкционные материалы, армированные базальтовыми волокнами // Вопросы судостроения. 1982. - Сер. ОТ. - Вып. 56. - С. 44-46.

163. Соколинская М.А., Тростянская Е.Б., Шадчина З.М. Свойства имидо-и фенобазальтопластов // Пластические массы. 1987. - № 1. - С. 28-29.

164. Обобщенный показатель качества базальтовых изделий и изделий из других материалов / Ю.К. Куницын, JI.H. Смирнов и др. // В сб.: Базальтово-локнистые материалы.-М.: Информконверсия, 2001. С. 201-213.

165. Давыдочкин А.Н. Основы геологии, минералогии, петрографии. -Киев: Будивельник, 1966. 382 с.

166. Липовский И.В., Дорофеев В.А. Камнелитейное производство. М.: Металлургия, 1965. - 264 с.

167. Ферсман А.Е. Геохимия. -М.: Изд. АН СССР / Избр. тр. 1955, 1958, 1959.-Т. III-V.

168. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры. М.: Геохимия, 1962. -№ 7.-С. 36-38.

169. Taylor S.R. Trace element abundances and the chondritik Earth model // Geochimica et Cosmochimica. 1964. - V. 28. - P. 1989-1998.

170. Кадастр месторождений горных пород габбро-базальтовой группы. -М.: ЗАО «Научно-производственная компания «Базальт-Композит», 1999.-73 с.

171. Морозов Н.Н., Бакунов B.C., Морозов Е.Н. и др. Материалы на основе Европейского Севера России // Стекло и керамика. 2001. - № 3. - С. 24-27.

172. Аблесимов Н.Е., Войнова И.П., Макаревич К.С. Физикохимия базальтов Дальнего Востока сырья для волоконных материалов // Сб. тез. докл. IV межд. семинара АТАМ «Строительные и отделочные материалы», Новосибирск.-2001.-С. 45-47.

173. Горные породы для производства базальтовых волокон / Б.К. Громко в, Л.Н Смирнов и др. // В сб.: Базальто волокнистые материалы.

174. М.: Информконверсия, 2001. С. 54-64.

175. Заварицкий А.Н., Соболев B.C. Физико-химические основы петрографии изверженных горных пород. М.: Госгеологиздат, 1961. - 384 с.

176. Миловский А.В. Минералогия и петрография. М.: Недра, 1969.237 с.

177. Неметаллические ископаемые СССР. Т.2. Базальт-бокситы. - М.: Изд-воАН СССР, 1943.-220 с.

178. РСТ УССР 5020-80. Сырье из горных пород для производства штапельных волокон. Технические условия. Киев: Госстрой УССР, 1980.

179. ТУ 88 УССР 023.001-89. Сырье из горных пород для производства непрерывного волокна. Киев, 1989.

180. Bowen N.L., Schairer G.F. The system FeO Si02 // Amer. Journ. of Science. - 1932.-V.5.-№ 24.-P. 177-213.

181. Muan A. Phase eguilibra in system FeO Fe203- Si02 // Journ. Metals. -1955. -№ 7. - P. 1-12.

182. Kennedy G.C. Equilibrium between volatiles and iron oxides in igneous rocks // Amer. Journ. of Science. 1948. - V. 246. - № 7. - P. 529-549.

183. Рашин Г.А. К вопросу об особой роли железа при кристаллизации силикатных расплавов в неравновесных условиях // Изв. АН СССР. Геология. -1961.-№ 11.-С. 160-163.

184. Строение и свойства железосодержащих стекол / К.П. Азаров, В.В. Баландина, С.Б. Гречанова, В.А. Люцезарский // Стеклообразное состояние. Тр.Ш Всесоюзного совещания. М.; Л.: Изд. АН СССР, 1960. - С. 365-368.

185. Торопов Н.А., Брянцев Б.А. Физико-химические свойства и кристаллизация расплавов системы окись магния закись железа - кремнезем // Структурные превращения в стеклах при повышенных температурах. - М.; Л.: Наука, 1965.-86 с.

186. Абрамян А.В. Влияние окислительных и восстановительных процессов на ход плавки и перекристаллизацию базальта // Матер, науч. конф. институтов химии Академий наук Азербайджанской, Армянской и Грузинской ССР.- Ереван: Изд. АН Арм. ССР, 1962. С. 38-42.

187. Будников П.П. Неорганические материалы. М.: Наука, 1968. - 312 с.

188. Стеклянные волокна / Под ред. М.С. Аслановой. М.: Химия, 1979.256 с.

189. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н. Аппаратурно-методическое обеспечение исследований горных пород // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья».- М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001.-С. 10-12.

190. Методика определения температурного интервала плавления горных пород / М.Ф. Махова, Т.М. Бачило, Г.Ф. Томилко // В кн.: Промышленность полимерных, мягких кровельных и теплоизоляционных материалов: Реф. ипформ.- М., 1975.-Вып. 6.-С. 20-22.

191. Harkins W., Brown F. // Yorn. Amcr. Chem. Soc. 1919. - 499 p.

192. Аппен А.А. Химия стекла. M.: Химия, 1970. - 351 с.

193. Аппен А.А., Каллова С.С. / В сб.: Химическое и практическое применение силикатов. Л., 1960. - 92 с.

194. Павлушкин Н.М. Практикум по технологии стекла и ситаллов / Н.М. Павлушкин, Г.Г. Сентюрин, Р.Я. Ходановская. М.: Изд-во литературы по строительству, 1970.-232 с.

195. Фандерлик М. Пороки стекла. М.: Стройиздат, 1964. - 86 с.

196. Татаринцева О.С., Зимин Д.Е. Особенности плавления горных пород и волокнообразования из расплавов // Ползуновский вестник. 2006. - № 2. -С.158-162.

197. Хитаров Н.И. и др. Влияние температуры, давления и летучих компонентов на поверхностное натяжение расплава базальта. М.: Геохимия, 1979. -№ 10.-С. 64-67.

198. Murase Т., McBirney A. R. Properties of some common igneous rocks and their melts at high temperature // Geol. Soc. Amer. Bull. 1973. - V. 83. - P. 35-63.

199. Walker D., Mullins O. Surface tension of natural silicate melts from 12001500 °C and implications for melt structure // Contr. Mineral, Petrol. 1981. - V. 76. -P. 455.

200. Прусевич А.А., Кутолин В.А. Поверхностное натяжение магматических расплавов / Геология и геофизика. Новосибирск: Изд-во «Наука». -1986. - С.58-67.

201. Джигирис Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. М.: Теплоэнергетик, 2002. - 412 с.

202. Дубровский В.А., Рычко В.А. и др. Базальтовые расплавы для формования штапельного волокна// С текло и керамика. 1968. -№ 12. - С. 18-20.

203. Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. и др. Базальтовое непрерывное волокно // Стекло и керамика. 1983. - № 9. - С. 14-16.

204. Анализ энергетических параметров активации и природа вязкого течения неорганических стекол / С.В. Немилов // В кн.: Успехи реологии полимеров. М.: Химия, 1970. - С. 241-252.

205. Махова М.Ф., Горбачев Г.Ф. и др. Некоторые особенности горных пород и их расплавов, пригодных для получения волокон // В сб.: Строительные материалы, изделия и санитарная технология. 1982. - Вып. 5.-186 с.

206. Tamman G. The States of Aggregation. New York, 1925.

207. Леонтьева А.А. Исследование линейной скорости кристаллизации в системе альбит анортит - диопсид (Na20-Al203-6Si02 - Ca0-Al203-2Si02 -Mg0-Ca0-2Si02) // ЖФХ. - 1948. - Т. 22.-Вып. 10.-С. 148-153.

208. Murase Т. Viscosity and related properties of volcanic rocks // Journ. Fac. Sci. Hokkaido Univ. Ser. 1962. - V. 11. - № 6. - P.487-584.

209. Шелудяков JI.H. Состав, структура и вязкость гомогенных силикатных и алюмосиликатных расплавов. Алма-Ата: Наука, 1980. - 158 с.

210. Richet P. Viscosity and configurational entropy of silicate melts // Geo-chim. et Cosmochim. Acta. 1984. - V.48. - № 3. - P. 471-483.

211. Brearley M., Dickinson J., Scarfe C. Pressure dependence of melt viscosities on the join diopside albite // Geochim. et Cosmochim. Acta. -1986. - V. 50. -№ 12.-P. 2563-2570.

212. Dingwell D. Viscosity-temperature relationships in the system Na2Si205 ~ Na4Al205 //Geochim. et Cosmochim. Acta. 1986. - V. 50.-P. 1261-1265.

213. Hummel W., Arndt J. Variation of viscosity with temperature and composition in the plagioclase system // Contrib. Miner, and Petrol. 1985. - V.90. - № 1. - P.83-92.

214. Scarfe C.M., Cronin D.J. Viscosity-tempetature relationahips of melts at latm in the system diopside-albite// Amer. Miner. 1986. -V.71 -№ 5. - P.767-771.

215. Dunn Т., Sarfe C. Variation of the chemical diffusivity of oxygen and viscosity of an andesite meit with pressure at constant temperature // Chem. Geol.1986. V. 54. - № 3-4. P. 203-215.

216. Махова М.Ф., Сергеев В.П., Зайдлин Е.Б., Хан Б.Х. Взаимосвязь вязкости расплавов и состава горных пород при получении стеклянных волокон // Стекло и керамика.- 1990.-№ 10.-С. 19-21.

217. Каминскас АЛО. Химия и технология минерального волокна // Российский химический журнал. 2003. - Том XLVII. - № 4. - С. 32-38.

218. Кутолин С.А., Кутолин В.А. Структурно-теплофизическая теория вязкости магматических расплавов / Препринт № 15. Новосибирск: ИГ СО АН СССР, 1988.-32 с.

219. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. М.: Изд-во АН СССР, 1975.-592 с.

220. Andrade Е.М. Theory of Viscosity of Liquids // Phyl. Mag. 1934. - V. 17.-P. 497-511.

221. Персиков Э.С. Вязкость магматических расплавов. М.: Наука, 1984. -158 с.

222. Китайгородский И.И. Технология стекла. М.: Госстройиздат, 1969.- 624 с.

223. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела.- М.: Мир, 1986.-556 с.

224. Асланова М.С. Влияние различных факторов на механические свойства стеклянных волокон // Стекло и керамика. 1969. - №3. - С. 12-15.

225. Татаринцева О.С., Потапов М.Г, Ходакова Н.Н. Перспективы использования горных пород Сибири и Дальнего Востока в производстве базальтовых волокон // Стены и фасады. 2001. - № 3( 12). - С. 17-20.

226. Lehner J., Sury L. Silikatova vlakna v prumyslu a stavenbnictvi. Praha, 1975.- 126 p.

227. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н., Зимин Д.Е., Углова Т.К. Влияние оксидов железа на вязкость и смачивающую способность силикатных расплавов//Ползуновский вестник.-2006.-№2/4.-С. 137-142.

228. Зак А.Ф., Яковлева Н.А. Труды ВНИИстекловолокна. М.: Гизлег-пром, 1949.- 126 с.

229. Бовкуненко А.Н. Исследование влияния некоторых технологических факторов на прочность стеклянного волокна. Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1955.

230. Otto W. Compaction effectsin glass fibers // Journal of the American Ceramic Society 1955. - V.38. -№ 3. - P. 122.

231. Wojnarovita J. Water corrosion characteristics of basalt and glass wool fibres // Sprechsaal. 1987. - V. 120. - № 9. - P. 752-755.

232. Асланова М.С., Мясников А.А. Влияние химического состава базальтового волокна на его кислотоустойчивость // Стекло и керамика. 1964. - № 5. - С. 18-22.

233. Панасюк В.И. Химический контроль производства стекла. М.: Гиз-легпром, 1952.-283 с.

234. Махова М.Ф. Исследование некоторых факторов на свойства штапельных базальтовых волокон теплоизоляционного назначения: Дис.канд. техн. наук. Киев, 1969.

235. Пат. 2100299 РФ, МКИ СОЗ В 37/06. Способ получения минераловат-ного ковра из базальтового супертонкого волокна / О.С. Татаринцева, Г.В. Са-кович, Е.Г. Толкачев, Н.Н. Ходакова.

236. Татаринцева О.С., Толкачев Е.Г. Технология переработки горных пород с получением базальтовых супертонких волокон // Вопросы специального машиностроения. Cep.II. - Вып. 6 (442). - 1998. - С. 145-147.

237. Разработка технологии и создание пилотной установки по выпуску теплоизоляционных материалов из природного камня: Итоговый отчет о НИР по теме «Диабаз» / ФНПЦ «Алтай»; Руководитель А.С. Жарков; Инв. № 2235. -Бийск, 2000.-86 с.

238. Производство минеральной ваты из нерудных горных пород. Регламент технологического процесса 07508902.02200.00048. 1999. - 72 с.

239. Ингберман М.И., Эпштейн М.С. Оптимальные режимы применения и эксплуатации электронно-вакуумных приборов,-М.: Радио и связь, 1985.-134 с.

240. Васильев А.С., Блинов Ю.И. Автоматизация выбора оптимальных режимов работы ламповых генераторов // В сб.: Новая высокочастотная техника для машиностроительного производства. М.: Энергоатомиздат, 1988. -С.57-61.

241. Петров Ю.Б., Ратников Д.Г. Холодные тигли. М.: Металлургия, 1972,- 112 с.

242. Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И. Механизм преобразования расплава в волокно //Ползуновский вестник. 2006. -№ 2. - С.149-157.

243. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.-736 с.

244. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. - 711 с.

245. Миттволли A.M. Решение задач о ламинарных струйных течениях неньютоновских жидкостей, подчиняющихся степенным законам // Теоретические основы инженерных расчетов. 1978. - Т. 100. - № 3. - С. 220-224.

246. Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Моделирование гидродинамических процессов в технологии переработки полимерных материалов. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1999.-230 с.

247. Баренблатт Г.И. Анализ размерностей и автомодельные решения. -М.: Препринт ИПМ АН СССР, 1975. 54 с.

248. Кременецкий Н.Н., Штеренлихт Д.В., Алышев В.М., Яковлева Л.В. Гидравлика. М.: Энергия, 1973. - 424 с.

249. Cerro R.L., Seriven L.E. Rapid Free Surface Film Flows An Integral Approach // Ind. Eng. Chem. Eundam. 1980. - Vol. 19. - P. 40-50.

250. Источники мощного ультразвука. Книга 1 / Под. ред. Л.Д. Розенберга. -М.: Наука, 1967.-260 с.

251. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. -М.: Советская энциклопедия, 1979.-400 с.

252. Агрант А.Б., Дубровин М.Н., Хавский Н.Н., Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука. М.: Высшая школа, 1987. - 352 с.

253. Кухлинг X. Справочник по физике. М.: Мир, 1982. - 520 с.

254. Скучик Е. Основы акустики. М.: Мир, 1976. Т. 1. - 520 с.

255. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. М.: ИЛ, 1949. - 520 с.

256. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М.: Наука, 1981. - 457 с.

257. Матвеев М.А. Труды по химии и технологии силикатов / Сб. статей. -М.: Гостройиздат, 1957. С. 373-390.

258. Матвеев М.А. Труды по химии и технологии силикатов / Сб. статей. -М.: Гостройиздат, 1956. С. 333-338.

259. Эйтель В. Физическая химия силикатов. М.: Иностранная литература, 1962.-С. 48-66.

260. Бутт Ю.М. Твердение вяжущих при повышенных температурах. М.: Госстройиздат, 1961. - С. 231.

261. Сычев М.М. Неорганические клеи. Л.: Химия, - 1974. - 160 с.

262. Матвеев М.А. Труды по химии и технологии силикатов / Сб. статей. -М.: Госстройиздат, 1956. С. 364-370.

263. Пат. № 2151115 РФ, МКИ С.04 В 42/02. Теплоизоляционный материал / О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов, Е.Г. Толкачев, Н.Н. Ходакова, Т.К. Угло-ва. Опубл. 2000. - Бюл. ИСМ № 26.

264. Веллис С.А., Каминскас АЛО. и др. Теплопроводность влажных стек-ловолокнистых и минераловатных плит // Строительные материалы. 2002. -№6.-С. 38-40.

265. Елишевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых. М.: Недра, 1989.-301 с.

266. Пат. 282907 ГДР, МКИ4 С 04 В 28/00, 14/42. Безасбестовые огнезащитные плиты. Опубл. 1991. Бюл. ИСМ № 12. - С. 1.

267. Потапов М.Г., Татаринцева О.С., Петраков В.М. и др. Производство теплоизоляционных материалов из горных пород в ОАО «Новосибирскэнерго» // Строительные материалы. 2001. -№ 2. - С. 14-15.

268. Татаринцева О.С., Самойленко В.В., Ходакова Н.Н. и др. Компактная установка по выпуску базальтоволокнистой теплоизоляции для энергетических предприятий // Промышленная энергетика. 2004. - № 11. С. 38-40.

269. Заровнятных В.А., Пономарев В.А., В.И. Бирючев. Опыт производства прошивных минераловатных матов с вертикальной ориентацией волокон // Строительные материалы. 2002. - № 11. - С. 17-19.

270. Пат. 2130001 РФ, МКИ С 04 В 42/00. Способ изготовления волокнистых теплоизоляционных изделий. / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, Б.И. Во-рожцов, Е.Г. Толкачев, В.П. Ковалев.

271. Татаринцева О.С., Углова Т.К. Ковалев В.П. Негорючая экологически чистая изоляция для трубопроводов // Строительные материалы. 1998. - № 5. - С.23-24.

272. Татаринцева О.С., Углова Т.К. Ковалев В.П. Технология получения теплоизоляции для трубопроводов // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 34-36.

273. Бобров IO.J1. Долговечность теплоизоляционных минераловатных материалов. М.: Стройиздат, 1987. - 165 с.

274. Свидерский В. А., Ященко О.М. Долговечность гидрофобизованных глинистоволокнистых композиций / Композиционные материалы на основе базальтовых волокон. Киев, 1989. - С. 86-91.

275. Татаринцева О.С., Углова Т.К., Игонин Г.С. и др. Определение сроков эксплуатации базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов // Строительные материалы. 2004. - № 11.-С. 14-15.

276. Журков С.Н., Куксенко B.C., Слуцкер А.И. Микромеханика разрушения полимеров // Проблемы прочности. 1971. - № 2. - С. 45-50.

277. Ясин Ю.Д., Ясин В.Ю., Ли А.В. Пенополистирол. Ресурс и старение материала. Долговечность конструкций // Строительные материалы. 2002. -№5.-С. 33-35.

278. Сальников В.Б. Свойства минеральной ваты после длительной эксплуатации в стенах зданий на Среднем Урале // Строительные материалы. -2003. -№3,- С. 42-43.

279. Татаринцева О.С., Литвинов А.В., Хрусталев Ю.В., Потапов М.Г. Расчет продолжительности процесса сушки при получении теплоизоляционных плит из базальтовой ваты // Сб. докл. II Всерос. науч.-практ. конф. М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002. - С. 16-18.

280. Рабинович Г.Д., Слободкин Л.С., Куц П.С. Тепло- и массообмен в сушильных и термических процессах. Минск: Наука и техника, 1966. - 334 с.

281. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. - 472 с.

282. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970.-429 с.

283. Филоненко Г.К., Лебедев П.Д. Сушильные установки М.: Госэнер-гоиздат, 1952.-262 с.

284. Zur Anwendung der Wardenbach-formel auf Mineralfasern // Glastechn. Ber. 1995. V. 68. - № 3. - P. 35-36.

285. Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И., Потапов М.Г. Экологически чистая переработка горных пород в теплоизоляционные материалы // Сб. докл. спец. сессии межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности. -Новосибирск, 1999.-С. 14-16.

286. Производство минеральной ваты и теплоизоляционных полужестких плит: Регламент технологического процесса / ФНПЦ «Алтай»; Руководитель А.С. Жарков; Инв. № 07508902.02200.00056. Бийск, 2000. - 89 с.

287. Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И., Ходакова Н.Н., Углова Т.К. Перспективы использования отходов горных пород в товарах народного потребления //Горный журнал. 1998. - №7.-С. 40-41.

288. ТУ 07508902-143-94. Чистящее средство «Алба». Технические условия.- 1994.

289. Новиков А.Я. Химические товары бытового назначения / Справочник.-М., 1968.-212 с.

290. Заявка № 4471367/23-04 СССР МКИ С 11 Д 3/14. Чистящее средство для предметов домашнего обихода / Л.И. Мамина, Е.Л. Лукьянов, В.А. Денисов, А.П. Денисов. Опубл. 1987. - Бюл. ИСМ № 20.

291. Лакокрасочные материалы. Технические материалы и контроль качества / Справочник. М.: Машиностроение, 1974. - 318 с.

292. ГОСТ 10277-90. Шпатлевки. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1980.

293. Кропотов В.Н. Строительные материалы. М.: Высшая школа, 1960. -320 с.

294. Любимов Б.В. Защитные покрытия изделий / Справочник конструктора. -Л.: Машиностроение, 1969.

295. Пат. 2092534 РФ, МКИ. Шпатлевка // О.С. Татаринцева, Т.К. Углова,

296. A.Д. Савкин. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 34.

297. ТУ 07508902-141-94. Шпатлевка. Технические условия. - 1994.

298. Блисковский В.З., Кинерман Ю.А. Агрономические руды. М.: Знание, 1987.

299. Блисковский В.З., Минеев Д.А. Камни плодородия. -М.: Недра, 1986.

300. Startsev O.V. Peculiarities of Ageing of Aircraft Materials in a Warm Damp Climate. / In book: Polymer Yearbook 11/ Ed. By R.A. Pethrick. Glasgow, UK: Harwood Academic Publishers, 1993. - P. 91-109.

301. Startseva L.T., Jelesina G.F., Startsev O.V., Mashinskaya G.P., Petrov

302. B.V. Effect of corrosive medium on properties of metal-plastics laminates // Int. J. Polym. Mater., 1997. V.37. - P. 151-160.

303. Zaikov G.E. Kinetik aspects of degradation and stabilization of polymers. / In book: Polymer Yearbook 5 / Ed. By R.A. Pethrick. Glasgow, UK: Harwood Academic Publishers, 1986,- P.171-193.

304. Kong E.S.W. Physical aging in epoxy matrices and composites. / In book: Advances in Polymer Science 80, 1986. P. 125-171.

305. Robson J.E., Matthews F.L., Kinloch A.J. The bonded repair of fibre composites: effect of composite moisture content // Composites Science and Technology, 1994. V. 52. - № 2. - P. 235-246.

306. Weitsman Y.J., Elahi M. Effects of Fluids on the Deformation, Strength and Durability of polymeric Composites An Overview // Mechanics of Time-Dependent Materials, 2000. - V. 4 - P. 107-126.

307. Buehler F.U., Seferis J.C. Effect of reinforcement and solvent content on moisture absorprion in epoxy composite materials. // Composites: Part A, 2000. -V.31.-P. 741-748.

308. Татаринцева O.C., Игонин Н.Г. Экспериментальное изучение профилей распределения концентрации влаги в базальтопластике // Сб. тез. докл. 25 Юбилейной межд. науч.-практ. конф. «Композиционные материалы в промышленности», Ялта. 2005. - С. 317.

309. Татаринцева О.С., Игонин Н.Г. Исследование диффузии влаги в ба-зальтопластике на эпоксидном связующем // Пластические массы. 2006. - № 11.-С. 37-39.

310. Махова М.Ф., Мищенко Е.С., Волынский А.К., Джигирис Д.Д. Горные породы Украинской ССР сырье для производства волокон // Базальтово-локнистые композиционные материалы и конструкции. - Киев: Наукова думка, 1980.-С. 43-53.

311. Джигирис Д.Д., Волынский А.К., Козловский П.П. и др. Основы технологии получения базальтовых волокон и их свойства // Базальтоволокнистые композиционные материалы и конструкции. Киев: Наукова думка, 1980. — С. 54-81.

312. Росато Д.В., Грове К.С. Намотка стеклонитью. М.: Машиностроение, 1969.-310 с.

313. Мясников А.А., Асланова М.С. Влияние химического состава базальтового волокна на его химическую устойчивость // Стекло и керамика. 1964. -№3.-С. 9-11.

314. Андреевская Г.Д., Плнско Т.А. Некоторые физические свойства непрерывных базальтовых волокон // Стекло и керамика. 1963. - № 8. -С. 16-18.

315. Асланова М.С. Высокотемпературоустойчивые неорганические волокна и их свойства // Стекло и керамика. 1960. - № 9. - 11-13.

316. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н. Армирующий материал для композиционных намоточных изделий // Строительные материалы. 2004. - № 12.

317. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н., Самойленко В.В. Базальтопластик с повышенной тепло- и водостойкостью // Сб. тез. докл. семинара «Химические аспекты нефтедобычи». Новосибирск, 2004. - С. 30.

318. Thomas W. // Physics and Chemistry of Glass. 1960. - V. 1. - № 2. -P. 68-70.

319. Михайлин Ю.А. Технологические и эксплуатационные свойства по-лиимидных связующих, препрегов и имидопластов // Пластические массы. -1984.-№3.-С. 31-33.

320. Соболевский М.В. и др. Свойства и области применения кремнийор-ганических продуктов. М.: Химия, 1975.

321. Термопласты конструкционного назначения / Под ред. Тростянской Е.Б.-М.: Химия, 1975.-72 с.

322. Киреев В.В., Рыбалко В.П., Савин В.А. и др. Новые термостойкие кремнийорганические связующие // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по композиционным полимерным материалам и их применению в народном хозяйстве. -Ташкент, 1983.-С. 132-133.

323. Сергеев В.А., Шитиков В.К., Аббаев Г.У. и др. Связующие на основе продуктов гидросилирования ненасыщеных фенолов // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по композиционным полимерным материалам и их применению в народном хозяйстве. Ташкент, 1983.-С. 175-176.

324. Разработка теплостойкого базальтопластика. Отчет о НИР / ФГУП «ФНПЦ «Алтай»; Руководитель Жарков А.С. Бийск. - 2002 . - 72 с.

325. Татаринцева О.С., Зимин Д.Е. Теплостойкое связующее для полимерных композиционных материалов // Сб. тез. докл. 25 Юбил. межд. науч.-практ. конф. «Композиционные материалы в промышленности», Ялта. -2005. С. 317.

326. Маллинсон Дж. Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. М.: Химия, 1973.

327. Старцев О.В., Кузнецов А.А., Кротов А.С. и др. Моделирование вла-гопереноса в слоистых пластиках и металлопластиках. // Физическая мезомеха-ника. 2002 - Т. 5. - № 2. - С. 109-114.

328. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н., Старцев О.В., Филистович Д.В. Процессы влагопереноса в базальтопластиках // Сб. тез. докл. XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии «Материалы и нанотехнологии». -Казань, 2003.-С. 408.

329. Crank J. The mathematics of diffusion (second edition) Oxford, UK: Clarendon press, 1975.- 414 p.

330. Филистович Д.В., Старцев O.B., Суранов А.Я. Автоматизированная установка для динамического механического анализа // Приборы и техника эксперимента. 2003. - № 4. - С. 123-124.

331. Химическим состав горных пород и основные характеристики расплавов

332. Содержание оксида, % масс. о, Н/м, Е

333. Порода, месторождение Si02 ТЮ2 А1203 Ге203 +FcO МпО MgO СаО Na,0 +к2о Р2О5 ппп мк при 1300 °С кДж/моль °С 11, Па с, при 1400° Сизм. расч.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 171. Бурятия

334. Долерит, 48,08 1,35 18,12 9,84 0,13 4,16 6,71 7,83 1,12 2,75 6,09 0,360 242,2 1300 13,2 12,91. Селепдумское

335. Долерит, 48,96 1,84 16,86 8,50 0,18 5,28 7,09 8,25 0,76 2,24 5,32 0,360 250,4 1290 8,9 9,41. Хольбоджинское

336. Долерит, 49,38 1,76 17,74 8,98 0,11 5,36 6,08 6,49 0,87 3,16 5,87 0,358 253,2 1295 12,4 12,31. Баичиковское 1. Иркутская область

337. Габбро-диабаз, 49,01 2,39 13.43 16,59 0,24 3,91 8,83 2,52 3,08 4,90 - 258,6 1280 21,4 19,41. Турмннскос 1. Читинская область

338. Базальт, 49,65 1,87 14,50 13,68 0,27 4,68 9,60 2,58 2,65 4,49 - - - * 14,2 13,61. Забайкальское 1. Хабаровский край

339. Андезито-базальт, 55,08 1,11 16,56 11,20 4,71 7,05 2,77 - 1,52 6,09 - - - *24,8 23,11. Хаджинское 1. Магаданская область

340. Габбро, 48,64 1,35 17,31 10,02 0,20 7,12 8,56 3,87 2,93 4,20 - - - * "о 7,91. Притрассовое

341. Базальт, Слюдянекое 47,52 1,67 14,81 11,52 0,14 9,23 8,94 4,12 2,04 3,43 - - - *6,2 6,91. Ямал

342. Габбро, 48,60 1,02 15,00 14,40 0,23 7,40 5,30 3,80 0,55 4,06 5,00 0,373 258,2 1290 20,8 19,61. Подгорненское

343. Габбро-диабаз, 52,90 0,83 14,96 12,35 0,17 4,16 3,68 5,37 0,83 4,57 8,66 0,368 279,4 1270 46,2 47,81. Новогоднее

344. Габбро, Харпа 52,80 0,52 19,08 9,64 0,19 3,91 7,61 4,04 0,15 2,26 6,24 0,376 262,1 1295 18,3 16,3ю