автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Вспененные стеклокристаллические материалы на основе вулканических водосодержащих стекол и боя тарного стекла

На правах рукописи

Будаева Инга Идамжаповна

ВСПЕНЕННЫЕ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ВОДОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ И БОЯ ТАРНОГО СТЕКЛА

Специальность 05.23.05 -Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Улан-Удэ, 2004

Работа выполнена в Байкальском институте природопользования СО РАН (г. Улан-Удэ)

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Дамдинова Дарима Ракшаевна

Официальные оппоненты -доктор технических наук, профессор

Хардаев Петр Казакович кандидат технических наук, доцент Сиденов Сергей Александрович

Ведущая организация - ООО "Загорскстройматериалы"

Республика Бурятия

Защита состоится 23 декабря 2004 г. в 1000 часов на заседании диссертационного Совета Д.212.039.01 Восточно-Сибирского государственного технологического университета по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, в, зал Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВосточноСибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук, профессор

' Очиров B.C.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современной строительной индустрии весьма остро поставлены вопросы энерго- и ресурсосбережения при создании строительных материалов. Решение этих вопросов чрезвычайно актуально для регионов с суровыми климатическими условиями, где с введением в действие энергосберегающих норм по тепловому сопротивлению ограждающих конструкций, согласно изменений СНиП И-3-79* "Строительная теплотехника" использование традиционных стеновых материалов стало экономически и технически нецелесообразным.

Немаловажным фактором при создании энерго- и ресурсосберегающих технологий строительных материалов в условиях повсеместного удорожания является комплексное использование минеральных сырьевых ресурсов и отходов промышленности. В связи с этим задача по разработке эффективных строительных материалов с использованием местных пород и стеклоотходов является актуальной.

Распространенность эффузивных пород, к которым относятся вулканические водосодержащие стекла - перлиты на территории востока России (Забайкалье, Дальний Восток) и достаточно интенсивное образование стекольных отходов предполагают широкое их комплексное использование для получения вспененного стеклокристаллического материала -пеностеклита, эффективного теплоизоляционного материала с повышенными физико-механическими характеристиками. Предпосылкой к этому служит способность к вспениванию и последующей кристаллизации при достаточно низких температурах стеклошихты из перлитовых пород и боя тарного стекла.

Ряд вопросов, связанных с физико-химическим механизмом вспенивания и кристаллизации алюмосиликатного расплава, полученного из различных разновидностей перлитов и боя тарного стекла, изучены недостаточно. Представляет интерес изучение связи структуры, состава и свойств синтезируемого пеноматериала с температурными режимами вспенивания и

М)С НАЦИОНАЛЬНАЯ -3 БИБЛИОТЕКА

кристаллизации, соотношением породы и боя, а также условиями подготовки стеклошихты.

Работа выполнялась в рамках Федеральных целевых программ «Жилище» и «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья» на 1996 - 2010 г.г. и Региональной научно-технической программы «Бурятия. Наука. Технологии и инновации» на 2003 - 2006 г.г.

На основании проведенного анализа выдвинута гипотеза о возможности получения теплоизоляционно-конструкционных пеностеклитов на основе пеностекол с использованием вулканических водосодержащих стекол (перлитов) и стеклобоя вследствие того, что в пеностекле имеющиеся центры кристаллизации должны создавать благоприятные условия для развития процессов объемной кристаллизации всей структуры материала межпоровых перегородок при термической обработке пеностекол.

В соответствии с рабочей гипотезой сформулированы цель и задачи исследований.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является получение теплоизоляционного материала с повышенными физико-механическими характеристиками на основе перлитовых пород и боя тарного стекла.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

теоретическое обоснование использования определенных разновидностей перлитовых пород и боя тарного стекла для получения теплоизоляционно-конструкционных материалов на их основе;

разработка составов и способа получения вспененных стеклокристаллических материалов - пеностеклитов на основе пеностекол с использованием гидратированных, стекловидных и закристаллизованных перлитов и боя тарного стекла;

изучение влияния состава исходных компонентов и условий подготовки сырьевых компонентов на процессы вспенивания и кристаллизации;

изучение физико-химических процессов вспенивания и кристаллизации алюмосиликатного расплава при получении пеностекол и пеностеклитов;

подбор оптимальных составов и температурных режимов вспенивания и кристаллизации, изучение свойств пеностекла и пеностеклита и разработка технологии их получения.

Научная новизна работы:

• на основе разработанных теоретических положений предложены стеклошихты композиций, представляющие собой тонкодисперсную смесь из гидратированных, стекловидных и закристаллизованных разновидностей перлитов в сочетании с боем тарного стекла и способ получения теплоизоляционно-конструкционных материалов на их основе;

• выявлены основные закономерности протекания физико-химических процессов в пеностекольной композиции в процессе вспенивания и процессов объемной кристаллизации пеностекла при повторной термической обработке для получения пеностеклита;

• установлены оптимальные составы стеклошихты, температурные режимы вспенивания и кристаллизации;

• изучены характеристики алюмосиликатного расплава в диапазоне температур вспенивания и физико-механические процессы стекло- и кристаллообразования в зависимости от разновидности используемых перлитов и от их оксидного состава. Определен фазовый состав полученного пеноматериала;

• установлены закономерности изменения физико-технических характеристик пеностекол и пеностеклитов на их основе от технологических параметров производства, содержания компонентов, тонины их помола, продолжительности активации, температурных режимов вспенивания и кристаллизации, содержания щелочи, влажности стеклошихты и т.д.

Автор защищает:

1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке составов стеклошихты для производства пеностеклита на основе перлитов и стеклобоя.

2. Экспериментальные данные по оптимизации составов стеклошихты в композициях "гидратированный перлит - стеклобой", "стекловидный перлит - стеклобой", и "закристаллизованный перлит - стеклобой" и способа получения теплоизоляционно-конструкционных материалов на основе рассмотренных композиций.

3. Результаты изучения влияния температурных режимов вспенивания и кристаллизации на свойства пеностекол и пеностеклитов.

4. Результаты исследования влияния механоактивации на свойства пеностекол и пеностеклитов.

5. Результаты физико-химических исследований свойств алюмосиликатного расплава при получении пеностекол и пеностеклитов.

6. Результаты исследований физико-технических свойств пеностекол и пеностеклитов на основе гидратированных, стекловидных и закристаллизованных перлитов и боя тарного стекла.

7. Рекомендации по технологии изготовления изделий из пеностекол и пеностеклитов с использованием вулканических водосодержащих стекол и боя тарного стекла.

Практическое значение работы:

* разработаны составы пеностекол со средней плотностью 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 2,1 - 3,2 МПа, 2,1 - 3,0 МПа и 2,2 - 4,6 МПа, полученных соответственно с использованием гидратированных, стекловидных и закристаллизованных перлитов и боя тарного стекла и предложен способ получения теплоизоляционно-конструкционных материалов со средней плотностью 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 4,8 - 6,7 МПа, 4,3 - 6,5 МПа и 5,5 - 7,8 МПа, полученных в результате кристаллизации вышеуказанных пеностекол (заявка на изобретение);

* изучены технико-эксплуатационные показатели пеностекол и пеностеклитов;

* результаты исследований использованы при разработке технологического регламента получения пеностекол и пеностеклитов;

* проведена промышленная апробация разработанных предложений по получению теплоизоляционных материалов из пеностекол и теплоизоляционно-конструкционных - из пеностеклитов.

Реализация работы. Технологические рекомендации приняты к внедрению ООО "Загорскстройматериалы". Расчетный

годовой экономический эффект от внедрения пеностеклита составит 3078 тыс. руб. в год при производстве 5 тыс. м3 в год.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях преподавателей, научных работников и аспирантов ВСГТУ (г.Улан-Удэ, 2002, 2003 г.г.); региональной научно-практической конференции аспирантов молодых ученых и студентов "Научный и инновационный потенциал Байкальского региона глазами молодежи" БГУ (г. Улан-Удэ, 2003 г.); Всероссийской молодежной научно-технической конференции "Молодые ученые Сибири" (г. Улан-Удэ, 2003, 2004 г.г.); Международном научном форуме "Образование, наука, производство" БГТУ им. В.Г. Шухова (г. Белгород, 2004 г.).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 10 статей и подана заявка на изобретение по способу получения пеностеклита на основе вулканических водосодержащих стекол и боя тарного стекла.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературных источников из 135 наименований и содержит 160 страниц машинописного текста, включая 25 рисунков, 30 таблиц, одного приложения на 2 страницах.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы. Выбор темы обусловлен необходимостью создания эффективных теплоизоляционных материалов с повышенными физико-механическими свойствами и использованием местного минерального сырья и отходов промышленности.

Первая глава содержит анализ теоретических предпосылок получения вспененных стеклокристаллических материалов - пеностеклитов и использование их в качестве теплоизоляционных материалов с повышенными физико-механическими свойствами в ограждающих конструкциях. Сформулированы цели и задачи исследований. Дана обширная характеристика составов шихт, используемых для получения пеностекол, пеношлакостекол и др.

Исследования в области вспененных неорганических материалов относятся, в основном, к вспученному перлиту, керамзиту и пеностеклу. Анализ литературных данных показал, что в отношении вспененных стеклокристаллических материалов обширных исследований не отмечено.

Ближайшим аналогом синтезируемого пеноматериала по виду используемого сырья, условиям подготовки шихты и вспенивания является пеностекло. Вопросу синтеза пеностекла посвящены работы И.И. Китайгородского, Т.М. Кешишяна, Б.К. Демидовича, Л.М. Бутта, Ф. Шилла, С.С. Акулича. Известны работы сотрудников Минского НИИСМа, НПО "Камень и силикаты" (Армения), МГСУ (Москва) по получению пеностекла на основе природных сырьевых материалов и отходов промышленности.

На основании работ указанных авторов и других исследователей в области получения пеностекол, пеносиликатов и других подобных им материалов, например, сибирфома (Л. К. Казанцевой, Б.А. Фурсенко, С. И. Дементьева и др.) сделан вывод о том, что формирование ячеистой структуры пеностекла протекает в гетерогенной среде в присутствии трех фаз - жидкой, газообразной и твердой и определяется общими закономерностями пенообразования в пиропластических силикатных системах. Максимальный эффект вспенивания достигается при соответствии температур перехода стекла в пиропластическое состояние и начала активного газообразования.

Известный способ получения пеношлакостекол (Г.Г. Сентюрин, Л.Г. Егорова, В.А. Ришина) на основе специально сваренного стеклогранулята с использованием шлаков металлургических заводов характеризуется наличием высокотемпературной варки исходных шлаковых стекол при 1450°С и 1550°С и последующими за этим грануляцией, измельчением и вспениванием при температурах 920 - 980°С.

Если рассмотренные пеношлакостекла были получены из специально сваренного стеклогранулята, то в работах Б. К. Демидовича, Н.П. Садченко, С.С. Акулича, Э.Р. Саакяна и др. отсутствует процесс варки стекла, и образование стекловидного материала происходит в процессе вспенивания. Исключение высокотемпературного процесса варки и грануляции стекла

авторы связывают с тем, что используемые в работе стекловулканические породы являются стеклообразными алюмосиликатами, вследствие чего их можно вспенивать, минуя процесс предварительного получения стекольного расплава.

Анализ литературных данных также показал, что на процесс вспенивания силикатных расплавов большое влияние оказывают оксидный и фазовый состав расплавов, условия подготовки шихты и правильность выбора температурных режимов вспенивания. При этом для получения пеностекла с улучшенными характеристиками необходима устойчивость стекла к спонтанной кристаллизации в температурном интервале вспенивания. Максимальное содержание кристаллической фазы в пеностекле в указанных работах находится на уровне не более 5%. Таким образом, пеностекло, несмотря на ряд достоинств, обладает стекловидной структурой материала межпоровых перегородок. Данное обстоятельство может привести к тому, что при соответствующих условиях метастабильное состояние, характерное стекловидному веществу может привести к нерегулируемой поверхностной кристаллизации,

сопровождаемой деструкцией стекла и его "заруханием", к росту усадочных деформаций, т.е. к потере первоначальных свойств пеностекольных изделий.

В связи с этим автор находит чрезвычайно важным изучение вопроса по синтезу пеностекол с повышенным содержанием кристаллических фаз и получения пеностеклитов на их основе.

Учитывая реальные возможности местных сырьевых ресурсов, представляется целесообразным использование природных водосодержащих стекол (например, перлитов Мухор-Талинского месторождения) и боя тарного стекла при производстве эффективного теплоизоляционно-

конструкционного материала - пеностеклита.

На основе теоретических положений по созданию производства пеностеклитов на основе вулканических водосодержащих пород и отходов промышленности проведены работы по следующим направлениям:

1. Исследование основных процессов, происходящих при получении пеностекол и пеностеклитов (плавления,

вспенивания и кристаллизации стекломассы на основе композиций: "гидратированный перлит + стеклобой", "стекловидный перлит + стеклобой" и "закристаллизованный перлит + стеклобой").

2. Установление рациональных соотношений компонентов стеклошихты с использование указанных композиций для получения пеностекол и пеностеклитов с требуемыми свойствами.

3. Определение рациональных температурных режимов вспенивания и кристаллизации пеностеклита.

4. Оптимизация составов шихт, температурных режимов вспенивания и кристаллизации пеностеклита методами математического планирования и моделирования.

5. Изучение физико-химических свойств алюмосиликатного расплава при получении пеностекол и пеностеклитов.

6. Изучение физико-технических свойств пеностекол и пеностеклитов на основе вышеуказанных композиций.

Вторая глава посвящена изучению химико-минералогического состава исходных компонентов и методам исследований. В соответствии с выдвинутой гипотезой о возможности синтеза пеностеклита путем кристаллизации пеностекол на основе вулканических водосодержащих пород и стеклобоя в качестве основных компонентов рассмотрены три разновидности перлитов: гидратированный (ПГ), стекловидный (ПС) и закристаллизованный (ПЗ) Мухор - Талинского месторождения Республики Бурятия и бой тарного стекла (Сб). Главным отличием предлагаемых составов шихты от ранее разработанных является то, что шихта включает искусственные стекла (бой тарного стекла) и природные вулканические водосодержащие стекла (перлиты), которые отличаются повышенным содержанием щелочей. Интенсифицирующим фактором при использовании данных материалов является содержание в них готовой стеклофазы, наличие которой значительно упрощает процессы расплавления стекломассы и вспенивания пеностеклита. Вместе с тем, существование в перлитах структурных мотивов может способствовать развитию процесса направленной кристаллизации

в результате повторной термической обработки пеностекол.

Химический состав рассматриваемых сырьевых материалов приведен в таблице 1.

Оксидный состав исходных веществ позволяет предположить, что наличие в них оксидов железа, серы, титана будет способствовать кристаллизации стекол без введения кристаллизаторов.

Изучение структуры исходных материалов и синтезируемого пеностеклита осуществлялось комплексным методом, включающим химический, дифференциально-термический, рентгеноструктурный и электронно-микроскопический анализы. Исследуемые материалы переводили в тонкомолотое состояние механическим измельчением в шаровой мельнице типа МБЛ и стержневой вибрационной мельнице типа 75Т - ДрМ. Дисперсность полученных порошков оценивали по удельной поверхности, определенной на приборе ПСХ-2 по воздухонепроницаемости слоя порошка. Дифференциально-термический (ДТА) и термогравиметрический (Д Т G и TG) анализы проведены на дериватографе фирмы «Paulik-Erdei» в интервале температур от 20°С до 1000°С со скоростью подъема 10°С в минуту. Рентгенофазовый анализ (РФА) проводили на рентгеновских дифрактометрах общего назначения ДРОН - 4 - 07 и ДРОН - 3, модернизированных специалистами НПП «Буревестник» г. Санкт-Петербурга и лаборатории перспективных разработок (Perspective Equipment Laboratory) г. Москвы.

Дифференциально-термический, рентгенофазовый

электронно-микроскопический анализы были проведены в лаборатории Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова на кафедре "Технологии стекла и стеклокристаллических материалов" под руководством д.т.н., проф. Минько Н.И.

Стеклошихта для получения пеностеклита подготавливалась следующим образом: куски стеклобоя и перлита после предварительного дробления до размера не более 2 мм дозировали по массе в соответствующих пропорциях и измельчали в шаровой мельнице типа МБЛ до удельной

Таблица 1

Химический состав сырьевых материалов_

Наименование пород и материа-лов Содержание оксидов на сухое вещество, масс. % Гигроскопическая вода Орган, примеси

8Ю2 А12Оэ 1'С203 РеО СаО Г^О тю2 503 к2о N32 О П.п. п. £

Бой тарного стекла 72,50 2,00 - - 6.00 3.50 - 0,5 - 15.5 - 100,00 - -

Перлит-стекло 70,40 14,72 0,76 0,44 0,85 0,27 0,14 следы 3,91 3,41 5,63 100,53 0,47 0,15

Перлит гидрати-рованный 69,82 14,15 0,8 0,37 0,9 0,32 0,1 0.03 4,43 3,52 6,22 100.66 0,64 0,10

Перлит закристаллизованный 69,84 14,36 0,98 0,22 1.05 0,39 0,14 следы 4,59 3,1 6,02 100,67 0,8 0,21

поверхности 300 - 350 м /кг. Подготовленная таким образом шихта подвергалась механоактивации в стержневой вибрационной мельнице типа 75Т - ДрМ до удельной поверхности 400 м2/кг в течение 5-15 мин. Приготовленную шихту тщательно перемешивали и затворяли водным раствором щелочи. Формовочная влажность прессованных образцов составила 16 - 19 %. Изготовленные образцы подвергали вспениванию и кристаллизации в лабораторной муфельной печи с максимальной температуры подъема до 1100°С по режиму вспенивания (2 ч + 1/6 ч + 8 ч) и последующему режиму кристаллизации (1,5 ч + 1/3 ч + 8 ч).

Физико-механические свойства пеностекол и пеностеклитов определяли по известным методикам на стандартном оборудовании.

В третьей главе изложены результаты исследований физико-химических процессов получения пеностекол и пеностеклитов. На основании литературных данных о химическом составе иеноматериалов и анализа диаграмм состояния стекол в системе были выбраны

модельные составы шихт I, II и Ш с разным соотношением вулканического стекла и боя тарного стекла. При этом в композиции I в качестве вулканического стекла используется гидратированный перлит, в композиции II - стекловидный перлит и в композиции Ш - закристаллизованный перлит (табл.2).

Таблица 2

Составы модельных шихт

№ Содержание компонентов шихты, масс.%

композиции Стеклобой Перлит

I 45-65 35-55

II 50-70 30-50

III 55-75 25-45

Соотношение оксидов кремния, алюминия и натрия в стеклошихте подбиралось таким образом, чтобы составы шихт не требовали дополнительного введения этих же оксидов. Суммарное содержание других оксидов, вносимых в стеклошихту с исходными сырьевыми материалами, составило не более 10%.

При расчетах принималось, что в состав пеностекла в процессе его вспенивания из сырьевых материалов переходят оксиды, практически малолетучие при температуре обжига. Оксидный состав компонентов стеклошихты с учетом удаления газообразующих компонентов при температуре обработки приведен в табл.3.

Таблица 3

Содержание оксидов в компонентах стеклошихты

Компоненты шихты Содержание оксидов, масс %

А1Л Ре20, РеО СаО ТЮ2 К20 Ка20 Б03

Сб 72,50 2,00 - - 6,00 3,50 - - 15,50 0,50

ПГ 73,93 14,98 0,85 0,39 0,95 0,34 0,11 4,69 3,73 0,03

ПС 74,16 15,51 0,80 0,46 0,90 0,28 0,15 4,12 3,59 0,03

ПЗ 73,75 15,16 1,03 0,23 1,11 0,41 0,15 4,85 3,27 0,03

Химический состав пеностекол и пеностеклитов для композиций I - III, рассчитанный с учетом введенных (сверх 100% к массе шихты) 10% NaOH в качестве плавня приведен в табл. 4.

Таблица 4

Химический состав пеностекол - пеностеклитов

Композиция Содержание оксидов, масс %

8Юг А1гО, Ре20, РеО СаО МеО ТЮг КгО №,0 80,

I 65,5965,92 6,497,61 0,310,38 0,140,18 3,113,59 1,722,02 0,040,05 1,692,10 19,0319,52 0,280,33

11 65,8566,16 6,097,26 0,250,32 0,150,19 3,333,81 1,852,15 0,050,06 1,311,67 19,2219,73 0,280,33

III 66,2065,85 5,406,55 0,280,37 0,060,08 3,654,12 2,042,34 0,040,05 1,321,75 19,3619,90 0,28033

Известно, что основным фактором, определяющим пригодность вулканических стекол для получения вспененного материала является наличие в них связанной воды, преобразующейся при термообработке в газовую фазу. При этом связанная вода является причиной образования 95% газовой фазы во вспучиваемых перлитах.

При вспенивании пеностекол для получения на их основе пеностеклитов с использованием перлитовых пород и боя тарного стекла представляет интерес выявление основного

вспенивающего агента и роли других газообразующих компонентов в процессе вспенивания. Исследования влияния содержания связанной воды в структуре перлитовых пород на свойства пеностекол проводили на модельных составах стеклошихты в композициях: "ПГ + Сб", "ПС + Сб" и "ПЗ + Сб". Для полноты картины исследования проводились и в отношении вспученного перлита в составе стеклошихты.

Одновременно с этим изучался вопрос о влиянии структуры перлитовой породы, степени её остеклованности на процессы вспенивания и свойства пеностекол и пеностеклитов. Наличие в структуре перлитовых пород от 5% до 60% кристаллической фазы обуславливает развитие процесса кристаллизации при получении пеностеклита.

Проектирование оксидного состава стеклошихты проводили на основе диаграмм состояния системы

в полях кристаллизации синтезируемых кристаллофаз. Критерием оценки качества пеностеклита являются средняя плотность (У]), кг/м3 и прочность при сжатии (У2), МПа. В качестве варьируемых факторов приняты

соответственно содержание оксидов 5Ю2, А1203 и Ка20. В результате полнофакторного эксперимента типа получены уравнения регрессии, адекватно описывающие основные физико-механические свойства пеностеклитов в зависимости от оксидного состава материалов. Уравнения регрессии исследуемых свойств для композиций I имели вид:

^=439,8 - 97,9Х, -13,9Х2 + 3,9 Х3 + 9,5 X, Х2 -3,7 X, Х3 -5,5 Х2 Х3 У2=6,8 -0,8Х,-0,2Х2 + 0,075Х3 + 0,05Х1Х2-0,075Х1Хз-0,125Х2ХЗ.

Аналогичные уравнения регрессии получены для композиций II и III. Анализ полученных уравнений показывает, что рост содержания оксида кремния в составе синтезируемого материала по сравнению с оксидами алюминия и натрия оказывает наибольшее влияние на свойства пеностеклита. С увеличением его содержания значения показателей средней плотности ро и прочности при сжатии Ясж понижаются. Это можно объяснить тем, что 5Ю2 в присутствии щелочных компонентов повышает вязкость алюмосиликатного расплава. Также выяснены эффекты взаимодействия в уравнениях регрессии свойств в отношении указанных оксидов. Оптимизация

полученных уравнении позволила определить оптимальный оксидный состав для синтеза пеностекол и пеностеклитов: 8Юг -

73,58 - 75,22; А1203 - 8,67 - 9,25; Ыа20 - 17,17 - 17,77 (% по

массе).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при спекании рационально подобранной смеси из вулканических стекол и стеклобоя в присутствии водного раствора щелочи NaOH возможно получение пеностеклитов.

Так как в щелочной среде при синтезе различных силикатных материалов происходит переход от силоксановых группировок к силанолятным группам, при получении пеностекол в присутствии гидроксида натрия можно предположить такой же переход по следующей схеме:

= Б!-О-= + №ОН <-+= 81 - О - N3+ ОН -

В связи с этим в работе исследования проводились для различных концентраций щелочи, т.е. при фиксированных значениях кристаллического NaOH варьировали количество воды затворения в пределах 15-21% (рис. 1).

Рис. 1. Влияние количества воды затворения и концентрации щелочного раствора на среднюю плотность пеностеклита

Анализ зависимостей средней плотности и прочности при сжатии пеностекол от концентрации щелочного раствора показал, что наиболее эффективной с позиций упрочнения структуры пеноматериалов рассматриваемых модельных составов является концентрация щелочного раствора в пределах 48 - 57%, достигаемая при содержании воды затворения от 16 до 19% и NaOH - 10% сверх 100%.

Увеличение содержания гидроксида натрия в составе пенообразующей смеси свыше 10% не способствует значительному уменьшению средней плотности пеностекла и является экономически невыгодным ввиду дороговизны щелочного компонента. При уменьшении содержания гидроксида натрия до 6 - 8 % ухудшается процесс вспенивания, а при исключении его из состава смеси образуется керамический материал.

При изучении влияния определенных типов воды были получены уравнения регрессии для средней плотности (У]), кг/м3 и прочности при сжатии (У2), МПа: У1=366,9-12,1Х1—

87,5Х2+24,9Хз+2,7Х1Х2-53,8Х1Хз-9,7Х2Хз+38,9Х1Х2Хз У2=5,7+0,1Х1-1,9Х2+0,8Хз-0,13Х1Х2-0,9Х|Хз+0,13Х2Хз+Х,Х2Хз,

где - содержание соответственно воды затворения,

воды, образующейся при разложении гидроксида натрия и перлитовой воды (% масс). Результаты исследований свидетельствуют о том, что решающую роль при вспенивании пеностекла играет вода, образующаяся при разложении гидроксида натрия.

Увеличение количества воды затворения более 19% вызвало увеличение диаметра пор за счет коалесценции пузырьков в стекломассе и оседание пеностекла, что привело в конечном итоге к уплотнению структуры вспененного материала. При уменьшении воды затворения ниже 16% ухудшается процесс пенообразования. Чем меньше воды вводится в стеклошихту, тем выше должна быть температура вспенивания. Данный факт свидетельствует о том, что вода затворения играет немаловажную роль в процессе вспенивания стекломассы. В пользу этого утверждения можно привести отрицательный результат, полученный при вспенивании сухой стеклошихты из смеси тонкомолотого перлитового порошка и боя тарного стекла с

добавкой щелочного компонента КагСОз- Это говорит о том, что в предшествующий вспениванию период нагрева стеклошихты вода инициирует процесс ее плавления. Таким образом, можно считать установленным, что вода затворения при получении пеностекол и пеностеклитов влияет на процессы плавления стекломассы и образование расплава, а также наряду с другими компонентами обеспечивает требуемые значения вязкости и поверхностного натяжения расплава. Расчетные значения коэффициентов вязкости в диапазоне температур вспенивания составляют для пеностеклитов композиции I - 2,2.104 Пах; композиции II - 5,4104 Пах и композиции III - 1,8104 Пах. Этим значениям вязкости соответствуют следующие коэффициенты поверхностного натяжения: 335,7 Дин/см, 335,3 Дин/см и 335,0 Дин/см соответственно для пеностеклитов композиций I, II и III.

С целью уточнения роли перлитовой воды в процессе вспенивания в состав стеклошихты вместо перлитовой породы вводили вспученный перлит. Использование вспученного перлита в составе стеклошихты позволило получить вспененный материал с более плотной структурой по сравнению с использованием перлитовых пород. Так, средняя плотность пеноматериала составляет 426 кг/м3, прочность при сжатии - 7,1 МПа. Факт получения вспененного материала свидетельствует о том, что удаление перлитовой воды при вспучивании перлитовых пород способствует уплотнению структуры пеностекла, но несмотря на отсутствие во вспученном перлите свободной и связанной вод вспенивание происходит за счет воды, образующейся при разложении гидроксида натрия и воды затворения. Использование вспученного перлита является экономически невыгодным ввиду добавления технологического передела вспучивания перлита.

Оптимизация приведенных выше уравнений регрессий позволила определить оптимальное количество воды, образующейся при разложении гидроксида натрия в пределах 1,8 - 2,7 %, перлитовой воды - 5,4 - 5,9 % и воды затворения -1619 % при вспенивании пеностеклитов.

Влияние способа подготовки стеклошихты на свойства синтезируемых пеноматериалов изучалось следующим образом. Каждый из составов подвергался двум разным способам

измельчения: измельчению медленным ударом с истиранием в шаровой мельнице и измельчению в шаровой мельнице с последующей механоактивацией в стержневой мельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения. Механоактивация изучалась с позиций влияния ее на разрушение структуры исходных пород и материалов, инициирование процессов выщелачивания и структуру синтезируемых пеноматериалов.

Установлено, что механоактивация стеклошихты приводит к уменьшению плотности пеностекла. Средняя плотность пеностекла на основе композиций I, II и III, полученных путем механоактивации составила соответственно 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3, 325 - 500 кг/м3. А средняя плотность пеностекла на основе композиций I, II и III при измельчении стеклошихты в шаровой мельнице составила соответственно 400 - 425 кг/м3, 340 - 380 кг/м3, 450 - 540 кг/м3. После механоактивации материал имеет более равномерную мелкую пористость с диаметром пор менее одного миллиметра, что положительно влияет на физико-механические свойства пеностеклита. Так, прочность при сжатии пеностекла после механоактивации возросла от 1,6 - 2,7 МПа до 2,1 - 3,2 МПа, от 1,7 - 2,6 МПа до 2,2 - 3,1 МПа и от 2,6 - 3,6 МПа до 3,2 - 4,3 МПа соответственно для пеностекол композиций I, II и III. При увеличении продолжительности активации в стержневой мельнице с 10 до 25 мин происходит чрезмерная аморфизация структуры пород, которая приводит к спонтанной кристаллизации в пеностекле. В результате этого увеличились размеры пор и понизилась прочность материала. Данное обстоятельство вызвало необходимость ограничения времени активации. С другой стороны, такое ограничение вызвано соображениями снижения энергозатрат при получении пеностекол, так как механоактивация в стержневой вибрационной мельнице является достаточно энергоемким процессом.

Температурный интервал получения пеностекол на основе разработанных составов стеклошихт составил 815 - 830°С при продолжительности вспенивания 5 - 7 минут с применением механоактивации. Температурный интервал вспенивания стеклошихт без применения механоактивации составил 865 -

880 С. Дальнейший нагрев стекломассы неэффективен в виду увеличения размеров пор пеностекол и расплавления стекломассы.

Для получения более прочной структуры пеностекло подвергается дополнительной термической обработке кристаллизации. Температура кристаллизации устанавливалась из анализа кривых ДТА пеностекол. Установлено, что в композиции I кривая ДТА дает один экзотермический эффект кристаллизации пеностекла при 625°С, в композиции II - при 600°С и в композиции III - при 615°С. Поэтому температурный диапазон для кристаллизации пеностекол композиции I принят 575 - 675°С, композиции II - 550 - 650°С и композиции III - 565 - 665°С при продолжительности выдержки 10-30 минут. За счет создания объемно кристаллизованной структуры в материале межпоровых перегородок в результате кристаллизации повысилась прочность пеностеклитов. Так, прочность при сжатии ^^ МПа) составила для пеностеклитов композиции I - 4,8 - 6,7 МПа, композиции II - 4,3 - 6,5 МПа и композиции III - 5,5 - 7,8 МПа.

Таким образом, анализ результатов по изучению роли механоактивации и кристаллизации в процессе упрочнения структуры вспененных стеклокристаллических материалов свидетельствует о том, что в результате механоактивации прочность повышается на 12 - 24 %, а в результате кристаллизации прочность возрастает на 45 - 52 %.

Анализ рентгенограмм показывает, что в результате термообработки пеностекол в материале межпоровых перегородок сформировались кристаллофазы. На рентгенограммах пеностеклитов обнаружены интенсивные рефлексы альбита, нефелина, санидина, Р - кварца, тридимит- М, К2М§8!50|2 в композиции I, альбита, нефелина, санидина, Р-кварца, авгита в композиции II (рис.2 а) и санидина, анортита, СазА1681201б, геленита, |3 - кристобалита в композиции III. А на рентгенограммах пеностекол отмечено меньшее количество кристаллофаз с рефлексами меньшей интенсивности (рис. 2 б).

Задачи изучения влияния способа подготовки стеклошихты, температурных режимов, структуры перлитовых пород, состава стеклошихты и оксидного состава компонентов

0

7"" Д я? • 0

айНш.2

Щ! й"

со Е5

г-т --0

а

1Л

1-1-1-1

56.0 64.В

4.00

п I 16.0

-1-

24.0

1-1—

32.0

40.0 48.8

альбит; К21^5150|2, о — р-кварц; ▼- тридимит, ■ - санидин, □ - нефелин Рис 2. Рентгенограммы пеностеклита и пеностекла композиции I

стеклошихты на свойства пеностекол и пеностеклитов потребовали комплексного подхода для их решения. Процесс вспенивания характеризуется не только многофакторностью, но и взаимосвязанностью учитываемых факторов, что вызвало применение методов математического планирования и моделирования при оптимизации составов стеклошихты и режимов получения пеностекол и пеностеклитов.

На рис. 3 приведена зависимость прочности при сжатии пеностеклита композиции II от температуры и продолжительности кристаллизации. Аналогичные зависимости получены для пеностеклитов остальных композиций. Оптимальной температурой кристаллизации пеностекла композиции II при получении пеностеклитов является 590 -610°С при продолжительности 16-20 мин.

т, мин

Рис.3. Влияние температуры и продолжительности кристаллизации на прочность при сжатии пеностеклита

В четвертой главе рассмотрены физико-механические свойства пеноматериалов: средняя плотность, прочность при сжатии, водопоглощение, морозостойкость и гидролитическая устойчивость. Проведена оценка долговечности пеноматериалов и модуля упругости.

Гидролитическая устойчивость пеностеклита определялась по ГОСТ 101340-82. Коэффициент термического линейного расширения (КТЛР) пеностеклита рассчитан по

методу Л.И. Демкиной. Водопоглощение пеностеклита определяли согласно требованиям ГОСТ 7025-78. Для определения морозостойкости образцы пеностеклита подвергались многократному замораживанию и оттаиванию по методике для стеновых материалов, согласно ГОСТ 70225-78. Коэффициент теплопроводности пеностеклита определен электронным измерителем теплопроводности ИТП - МГ4 согласно ГОСТ 22024-76. Статистический модуль упругости определяли по ступенчатому принципу нагружения. Усадку на долговременные деформации определяли согласно ГОСТ 2454481 (рис.4).

Рис.4. Усадка образцов при хранении в нормальных условиях

Из результатов наблюдений следует, что стабилизация деформаций рассматриваемых материалов наступает в разное время: у пеностеклитов композиций I, II и III на 90 сутки, у контрольного образца - пеностекла - на 135 сутки. При этом наиболее подвержены усадочным деформациям образцы из пеностекла (0,29 - 0,30 мм/м), несколько меньше - пеностеклиты композиций I и II (0,21 - 0,22 мм/м и 0,20 - 0,21 мм/м соответственно), в меньшей степени - образцы пеностеклита композиции III (0,18-0,19 мм/м). Усадочные деформации

пеностеклитов находятся на уровне конструкционно -теплоизоляционных силикатных бетонов.

Основные свойства пеностеклитов приведены в табл. 6.

Таблица 6

_Физико-механические свойства пеностеклитов_

Свойства Единица изм. Показатели свойств

Композиция I Композиция II Композиция III Контрольный образец -пеностекло

Средняя плотность кг/м3 300- 400 270-431 325-500 270-430

Прочность при сжатии МПа 4,8-6,7 4,3-6,5 5,5 - 7,8 2,1-3,0

Водопогло-щение Масс. % 2-5 2-5 1-4 1-3

Теплопроводность Вт/м °С 0,052-0,065 0,059-0,088 0,071 -0,084 0,06-0,09

Морозостойкость Циклы Более 30 Более 30 Более 30 Более 30

Класс гидроли тической устойчивости - IV IV IV III

КТЛР аКТС"' 10,08 10,12 10,06 10,0

Усадка мм/м 0,20-0,21 0,21-0,22 0,18-0,19 0,29-0.3С

Начальный модуль упругости МПа (5,3-5,4)103 (5,3-5,4)103 (5,4-5,5)103 (1,8-1,9)103

Физико - механические свойства полученных пеностеклитов превосходят свойства пеностекол известных составов и пеностекол, полученных в данной работе. Это связано с повышенным содержанием в пеностеклите различных кристаллических фаз. Улучшенные физико-механические свойства позволяют использовать пеностеклит в качестве теплоизоляционно-конструкционных материалов в малоэтажном строительстве. Данный материал можно выпускать в виде мелкоштучных блоков по технологии, адаптированной к керамической.

Хорошее сцепление с кладочным раствором, благодаря активной поверхности пеноблоков, способствует повышению сейсмостойкости возводимых зданий и сооружений.

Экономический эффект при получении изделий из пеностеклитов достигается за счет снижения расхода энергозатрат на этапе его синтеза благодаря исключению высокотемпературного процесса стекловарения. Значительный эффект от использования пеностеклитов ожидается в строительстве, на предприятиях теплоэнергетики и при теплозащите трубопроводов за счет снижения трудо- и материалоемкости строительства. Теплофизические свойства материала позволяют уменьшить толщину стен по сравнению с толщиной стен из керамического кирпича в 5 - 7 раз.

В пятой главе приведены результаты лабораторных испытаний и рекомендации по аппаратному оформлению технологической линии и организации производства с учетом технико-экономических показателей. На основании проведенных исследований была разработана технологическая схема производства изделий из пеностекол и пеностеклитов.

Результаты экспериментальных исследований положены в основу проведения опытно-промышленного опробования разработанной технологии изделий из пеностекол и пеностеклитов в производственных условиях ООО "Загорскстройматериалы" в г. Улан-Удэ. На основе разработанных составов была выпущена партия плит размером 400x400x80 мм, соответствующих по своим физико-механическим характеристикам требованиям ТУ.

Расчетный ожидаемый экономический эффект в ценах 2004 г. составляет 3078 тыс. руб. при производительности 5 тыс.

3

м в год.

Основные выводы по результатам работы:

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения пеностекол с использованием водосодержащих вулканических стекол и стеклобоя тарного стекла и пеностеклитов на основе этих пеностекол.

2. В качестве стеклошихты предложены композиции, состоящие из искусственного стекла (боя тарного стекла) и вулканических водосодержащих стекол (стекловидных, гидратированных и закристаллизованных перлитов).

Установлены оптимальные соотношения перлитовой породы и боя тарного стекла (в %) в композиции I 40/60 - 50/50, в композиции II 35/65 - 45/55 и в композиции III 30/70 - 40/60.

3. Получены зависимости средней плотности и прочности при сжатии пеностеклитов от химического состава компонентов стеклошихты. Определен оптимальный оксидный состав: БЮг - 73,58 - 75,22; А1203 - 8,67 - 9 , №2Р- 17,1717,77 (% по массе).

4. Установлено, что решающую роль при вспенивании пеностекла играет вода, образующаяся при разложении гидроксида натрия. Наибольший эффект при вспенивании достигается при содержании гидроксида натрия в количестве 10 % и концентрации щелочного раствора от 48 до 57%.

5. Для получения равномерной пористости пеностекол и повышения их прочности показана эффективность использования механоактивации стеклошихты до 5уд = 4000 см2/г в течение 5-9 мин для стеклошихты с использованием стекловидных и гидратированных перлитов в сочетании с боем тарного стекла и в течение 10-15 мин для стеклошихт на основе закристаллизованных перлитов и стеклобоя. В результате механоактивации стеклошихты прочность при сжатии пеностекла повысилась на 12 - 24 %.

6. Разработаны составы теплоизоляционных материалов со средней плотностью 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 2,1 - 3,2 МПа, 2,1 - 3,0 МПа и 2,2 - 4,6 МПа, полученных соответственно с использованием гидратированных, стекловидных и закристаллизованных перлитов и боя тарного стекла; шихта подвергнута тонкому измельчению в шаровой мельнице до 3000 - 3500 см2/г и механоактивации в стержневой вибромельнице. Режим температурной обработки 2ч+1/6ч + 8ч при температуре вспенивания 800 - 830°С.

7. Установлено, что термическая обработка пеностекол приводит к объемной кристаллизации структуры материала межпоровых перегородок. На основе указанных в п. 6 пеностекол получены пеностеклиты со средней плотностью 300 -400 кг/м3,270 - 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3

и прочностью при сжатии 4,8 - 6,7 МПа, 4,3 - 6,5 МПа и 5,5 - 7,8 МПа по режиму термической обработки 1,5 ч + 1/3 ч + 8 ч при температуре кристаллизации 600 - 620°С. В результате кристаллизации пеностекол прочность при сжатии возросла на 45 -52%.

8. Получены результаты исследований физико-химических процессов в алюмосиликатном расплаве, происходящих в период вспенивания и кристаллизации. Вязкость расплава в диапазоне температур вспенивания составила для пеностеклитов композиции I - 2,2104 Пах; композиции II -5,4104 Пах и композиции III - 1,8104 Пах. Этим значениям вязкости соответствуют коэффициенты поверхностного натяжения 335,7 Дин/см, 335,3 Дин/см и 335,0 Дин/см соответственно для пеностеклитов композиций I, II и III. Определен фазовый состав пеностеклитов.

9. Определены основные физико-технические свойства пеностекол и пеностеклитов на основе разработанных составов: водопоглощение, теплопроводность, морозостойкость, класс гидравлической устойчивости, усадка и модуль упругости.

10. Разработана технологическая схема производства изделий из пеностекол и пеностеклитов с исключением высокотемпературного процесса варки стекломассы. Результаты экспериментальных исследований прошли апробацию в условиях производственного цеха ООО "Загорскстройматериалы" г. Улан-Удэ.

11. Основные технико-экономические расчеты показали целесообразность и эффективность организации производства пеностекол и пеностеклитов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И., Убеева И.И. Пеностекло - перспективный теплоизоляционный материал: Матер, регион, науч.-практ. конф. "Научный и инновационный потенциал Байкальского региона глазами молодежи", 4.1. - Улан-Удэ: Изд-во Б ГУ, 2002. - С.51-52.

2. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И., Убеева И.И. Вспененный стеклокристаллический материал на основе местных пород и отходов промышленности: Матер, науч.-техн. конф. "Технические науки".- Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2002. - С.38-39.

3. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И., Антохонов В.Б. Использование методов математического планирования эксперимента при получении пеностекла: Матер. Междунар. науч.-техн. конф. "Композиционные строительные материалы. Теория и практика". - Пенза: Изд-во ПГАСА, 2002. - С. 12-13.

4. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И. Новый вспененный стеклокристаллический материал - пеноситалл: Матер. Междунар. науч. конф. "Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов". -Апатиты, 2003. - С. 197-198.

5. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И., Павлов Б.В. Пеноситалл на основе местных пород и отходов: Матер, науч.-техн. конф. "Технические науки".- Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003.-С.32-33.

6. Будаева И.И., Дамдинова Д.Р. Исследование влияния связи воды в сырье при получении пеноситалла: Матер. Междунар. науч.-техн. конф. "Современные проблемы строительства и реконструкции зданий и сооружений". - Вологда: Изд-во ВоГТУ, 2003. - С.34-35.

7. Будаева И.И., Дамдинова Д.Р. Исследование влияния добавок на свойства вспененного стеклокристаллического материала - пеноситалла: Матер. Всеросс. науч.-техн. конф. "Молодые ученые Сибири". - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003 .- С.229-230.

8. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И., Павлов В.Е. Технология производства пеноситаллов// Тез. докл. 61-й науч.-техн. конф. НГАСУ (СИБСТРИН) - Новосибирск: Изд-во НГАСУ,2004.-С.37.

9. Будаева И.И., Золотарев Р.С., Баиров В.Н. Дамдинова Д.Р. Влияние скорости подъема температуры при получении пеноматериалов: Матер. Междунар. науч. форума "Образование, наука, производство". - Белгород: Изд-во БГТУ, 2004.- С. 21.

10. Дамдинова Д.Р., Будаева И.И., Павлов В.Е. Изучение кристаллизационных свойств при вспенивании пеноситалла методом математического планирования // Строительные материалы XXI века. - 2004. - № 4.- С.40-41.

Подписано в печать 16.11.2004г. Формат 60x84 1/16 Усл.п.л. 1,86,уч.-изд.л.1.2.

_Тираж 90 экз. Заказ № 161_

Издательство ВСГТУ г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, в. Отпечатано в типографии ВСГТУ г.Улан-Удэ, ул. Ключевская, 42

Р247 21

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИИ.

1.1. Литературный анализ отечественного и зарубежного опыта использования горных пород и отходов промышленности при 9 производстве вспененных алюмосиликатных материалов

1.2. Физико-химические основы получения вспененных стеклокристаллических материалов на основе вулканических водосодержащих стекол и стеклобоя

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Характеристика сырьевых материалов 38 2.1.1. Сырьевые материалы

2.2. Методика исследований

2.2.1. Методика физико-механических испытаний

2.2.2. Методика физико-химических исследований

2.3.3. Методика статистической обработки результатов эксперимента

2.3.4. Методика математического планирования

ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛИТОВ НА ОСНОВЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ

ВОДОСОДЕРЖАЩИХ СТЕКОЛ И БОЯ ТАРНОГО СТЕКЛА

3.1. Определение факторов, влияющих на синтез пеностеклитов

3.2. Изучение влияния структуры исходных материалов на свойства пеностеклитов

3.2.1. Изучение влияния свойств алюмосиликата ого расплава на структуру и свойства пеностеклитов

3.2.2. Изучение влияния щелочи и формы связи воды на процесс вспенивания пеностекол

3.3. Изучение влияния механоактивации стеклошихты на свойства

V пеностеклитов

3.4. Изучение влияния температурных режимов на свойства пеноматериалов

3.4.1. Изучение влияния скорости термообработки на свойства пеноматериалов

3.4.2. Изучение влияния температурно-временного режима вспенивания на среднюю плотность пеностекол

3.4.3. Изучение влияния термообработки на прочностные характеристики пеностеклитов

3.5. Оптимизация составов и температурных режимов получения пеностеклитов методом математического планирования

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПЕНОСТЕКЛИТОВ

4.1. Определение физико-механических свойств пеностеклитов

4.2. Определение теплофизических свойств пеностеклитов

4.3. Определение показателя водопоглощения

4.4. Определение статистического модуля упругости и усадки пеноматериалов

4.5. Определение прочности сцепление пеностеклитов с кладочным раствором

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ВСПЕНЕННЫХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (ПЕНОСТЕКЛИТОВ), ТЕХНИКО-ЭКОНО- 126 МИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ 5.1. Технологическая схема производства изделий из пеностеклитов на основе вулканических водосодержащих стекол и стеклобоя

5.2. Опытно-промышленное опробование технологии изделий из пеностеклитов

5.3. Технико-экономическое обоснование эффективности производства и применения изделий из пеностеклитов на основе вулканических 132 водосодержащих стекол и боя тарного стекла

В современной строительной индустрии весьма остро поставлены вопросы энерго- и ресурсосбережения при создании строительных материалов. Решение этих вопросов чрезвычайно актуально для регионов с суровыми климатическими условиями, где с введением в действие энергосберегающих норм по тепловому сопротивлению ограждающих конструкций, согласно СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита" использование традиционных стеновых материалов стало экономически и технически нецелесообразным.

Немаловажным фактором при создании энерго- и ресурсосберегающих технологий строительных материалов в условиях повсеместного удорожания является комплексное использование минеральных сырьевых ресурсов и отходов промышленности. В связи с этим задача по разработке эффективных строительных материалов с использованием местных пород и стеклоотходов является актуальной.

Распространенность эффузивных пород, к которым относятся вулканические водосодержащие стекла - перлиты на территории востока России (Забайкалье, Дальний Восток) и достаточно интенсивное образование стекольных отходов предполагают широкое их комплексное использование для получения вспененного стеклокристаллического материала — пеностеклита, эффективного теплоизоляционного материала с повышенными физико-механическими характеристиками. Предпосылкой к этому служит способность к вспениванию и последующей кристаллизации при достаточно низких температурах стеклошихты из перлитовых пород и боя тарного стекла.

Ряд вопросов, связанных с физико-химическим механизмом вспенивания и кристаллизации алюмосиликатного расплава, полученного то различных разновидностей перлитов и боя тарного стекла, изучены недостаточно. Представляет интерес изучение связи структуры, состава и свойств синтезируемого пеноматериала с температурными режимами вспенивания и кристаллизации, соотношением породы и боя, а также условиями подготовки стеклошихты.

Работа выполнялась в рамках Федеральных целевых программ «Жилище» и «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья» на 1996 - 2010 г.г. и Региональной научно-технической программы «Бурятия. Наука. Технологии и инновации» на 2003 - 2006 г.г.

Цель диссертационной работы - получение теплоизоляционных материалов с повышенными физико-механическими характеристиками на основе перлитовых пород и боя тарного стекла.

Научная новизна работы. Теоретически обоснована и экспериментально доказана эффективность использования композиций, представляющих собой тонкодисперсную смесь из гидратированных, стекловидных и закристаллизованных разновидностей перлитов в сочетании с боем тарного стекла для получения теплоизоляционно-конструкционных материалов на их основе. Выявлены основные закономерности протекания физико-химических процессов в пеностекольной композиции в процессе вспенивания и процессов объемной кристаллизации пеностекла при повторной термической обработке для получения пеностеклита. Установлены оптимальные составы стеклошихты, температурные режимы вспенивания и кристаллизации. Изучены характеристики алюмосиликатного расплава в диапазоне температур вспенивания и физико-механические процессы стекло- и кристаллообразования в зависимости от разновидности используемых перлитов и от их оксидного состава. Определен фазовый состав полученного пеноматериала. Установлены закономерности изменения физико-технических характеристик пеностекол и пеностеклитов на их основе от технологических параметров производства (содержания компонентов, тонины их помола, продолжительности активации, температурных режимов вспенивания и кристаллизации, содержания щелочи, влажности стеклошихты и т.д.)

Практическая значимость работы. Разработаны составы пеностекол со средней плотностью 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 2,1 - 3,2 МПа, 2,1 - 3,0 МПа и 2,2 - 4,6 МПа, полученных соответственно с использованием гидратированных, стекловидных и закристаллизованных перлитов и боя тарного стекла и предложен способ получения теплоизоляционно-конструкционных материалов со средней плотностью 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3 и 325 — 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 4,8 - 6,7 МПа, 4,3 - 6,5 МПа и 5,5 - 7,8 МПа, полученных в результате кристаллизации вышеуказанных пеностекол (заявка на изобретение). Изучены технико-эксплуатационные показатели пеностекол и пеностеклитов. Результаты исследований использованы при разработке технологического регламента получения пеностекол и пеностеклитов. Проведена промышленная апробация разработанных предложений по получению теплоизоляционных материалов из пеностекол и теплоизоляционно-конструкционных материалов - из пеностеклитов.

Реализация результатов исследований.

Технологические рекомендации приняты к внедрению ООО "Загорскстройматериалы". Технико-экономические расчеты показывают, что ожидаемый экономический эффект от внедрения пеностеклита по сравнению с минераловатными плитами составит 2785 тыс. руб. в год при производстве 5 тыс. м3 в год.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях преподавателей, научных работников и аспирантов ВСГТУ (г.Улан-Удэ, 2002, 2003 г.г.); региональной научно-практической конференции аспирантов молодых ученых и студентов "Научный и инновационный потенциал Байкальского региона глазами молодежи" БГУ (г. Улан-Удэ, 2003 г.); Всероссийской молодежной научно-технической конференции "Молодые ученые Сибири" (г. Улан-Удэ, 2003, 2004г.г.); Международном научном форуме "Образование, наука, производство" БГТУ им. В.Г. Шухова (г. Белгород, 2004 г.).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 135 наименований. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков и 38 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения пеностекол с использованием водосодержащих вулканических стекол и стеклобоя тарного стекла и пеностеклитов на основе этих пеностекол.

2. В качестве стеклошихты предложены композиции, состоящие из искусственного стекла (боя тарного стекла) и вулканических водосодержащих стекол (стекловидных, гидратированных и закристаллизованных перлитов).

Установлены оптимальные соотношения перлитовой породы и боя тарного стекла (в %) в композиции I 40/60 - 50/50, в композиции II 35/65 - 45/55 и в композиции III 30/70 - 40/60.

3. Получены результаты исследований физико-химических процессов в алюмосиликатном расплаве, происходящих в период вспенивания и кристаллизации. Вязкость расплава в диапазоне температур вспенивания составила для пеностеклитов композиции I — 20,32 - 10,37 -106 Пах; композиции II - 11,9 -5,85 '106 Пах и композиции III - 6,91 - 3,26 *106 Пах. Этим значениям вязкости соответствуют коэффициенты поверхностного натяжения 342,6 — 338,5 Дин/см, 340,4 — 336,3 Дин/см и 337,8 - 333,8 Дин/см соответственно для пеностеклитов композиций I, II и III. Определен фазовый состав пеностеклитов.

4. Получены зависимости средней плотности и прочности при сжатии пеностеклитов от химического состава компонентов стеклошихты. Определен оптимальный оксидный состав для синтеза пеностекол и пеностеклитов: Si02 - 73,58 . 75,22; А1203 - 8,67 . 9,25; Na20 - 17,17. 17,77 (% по массе) - композиция I; Si02 - 70,80.70,99; А1203 - 8,36. 10,91; Na20 - 18,28. 20,77 (% по массе) - композиция II; Si02 - 71,08.71,18; А1203 - 8,91. 11,43; Na20 - 17,49. 18,91 (% по массе) - композиция III.

5. Установлено, что решающую роль при вспенивании пеностекла играет вода, образующаяся при разложении гидроксида натрия. Наибольший эффект при вспенивании достигается при содержании гидроксида натрия в количестве 10 % и концентрации щелочного раствора от 48 до 57%.

6. Для получения равномерной пористости пеностекол и повышения их прочности показана эффективность использования механоактивации стеклошихты до 8уд = 4000 см2/г в течение 5-9 мин для стеклошихты с использованием стекловидных и гидратированных перлитов в сочетании с боем тарного стекла и в течение 10—15 мин для стеклошихт на основе закристаллизованных перлитов и стеклобоя. В результате механоактивации стеклошихты прочность при сжатии пеностекла повысилась на 12 — 24 %.

7. Разработаны составы теплоизоляционных материалов со средней плотностью 300 - 400 кг/м3, 270 - 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 2,1 - 3,2 МПа, 2,1 - 3,0 МПа и 2,2 - 4,6 МПа, полученных соответственно с использованием гидратированных, стекловидных и закристаллизованных перлитов и боя тарного стекла; шихта подвергнута тонкому измельчению в шаровой мельнице до 8уд 3000 - 3500 см /г и механоактивации в стержневой вибромельнице. Режим температурной обработки 2ч + 1/6ч + 8ч при температуре вспенивания 800 - 830°С.

8. Установлено, что термическая обработка пеностекол приводит к объемной кристаллизации структуры материала межпоровых перегородок. На основе указанных в п. 6 пеностекол получены пеностеклиты со средней плотностью 300 — 400 кг/м3, 270 — 431 кг/м3 и 325 - 500 кг/м3 и прочностью при сжатии 4,8 - 6,7 МПа, 4,3 - 6,5 МПа и 5,5 - 7,8 МПа по режиму термической обработки 1,5 ч + 1/3 ч + 8 ч при температуре кристаллизации 600 - 620°С. В результате кристаллизации пеностекол прочность при сжатии возросла на 45 — 52 %.

9. Определены основные физико-технические свойства пеностекол и пеностеклитов на основе разработанных составов: водопоглощение, теплопроводность, морозостойкость, класс гидравлической устойчивости, усадка и модуль упругости.

10. Разработана технологическая схема производства изделий из пеностекол и пеностеклитов с исключением высокотемпературного процесса варки стекломассы. Результаты экспериментальных исследований прошли апробацию в условиях производственного цеха ООО "Загорскстройматериалы" г. Улан-Удэ.

11. Основные технико-экономические расчеты показали целесообразность и эффективность организации производства пеностекол и пеностеклитов. Экономический эффект при получении изделий из пеностеклитов достигается за счет снижения расхода энергозатрат на этапе его синтеза благодаря исключению высокотемпературного процесса стекловарения. Значительный эффект от использования пеностеклитов ожидается в строительстве, на предприятиях теплоэнергетики и при теплозащите трубопроводов за счет снижения трудо- и материалоемкости строительства. Теплофизические свойства материала позволяют уменьшить толщину стен по сравнению с толщиной стен из керамического кирпича в 5 — 7 раз, из пенобетона (газобетона) в 1,1 - 1,5 раза.

1. A.C. 1073199 СССР, МКИСОЗС 11/00. Смесь для изготовления пеностекла / Саакян Э.Р., Месропян Н.В., Данилян A.C.// Открытия. Изобретения. 1984, №6.

2. A.C. 1089069 СССР, МКИСОЗС 11/00. Шихта для получения пеностекла / Саакян Э.Р. // Открытия. Изобретения. — 1994.

3. Бобкова Н.М., Дятлова Е.М., Куницкая Т.С. Общая технология силикатов. М.: Высшая школа, 1987.

4. Глуховский В.Д., Цыремпилов А.Д., Рунова Р.Ф., Меркин А.П., Марактаев K.M. Щелочные бетоны на основе эффузивных пород. — Иркутск: Изд-во Иркутского университет, 1990.

5. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1989.

6. Горлов Ю.П., Еремин Н.Ф., Седунов Б.У. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Учеб. пособие* для техникумов. — М.: Стройиздат, 1976.

7. Данциг С.Я., Андреева Е.Д., Пивоваров В. и др. Нефелиновые породы — комплексное алюминиевое сырье. — М.: Недра, 1988.

8. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. Минск: Наука и техника, 1972.

9. Демидович Б.К., Садченко Н.П. Пеностекло — технология применения * //. Промышленность строительных материалов. Сер. 9. Стекольная промышленность. Аналитический обзор*/ВННЭСМ.-М., 1990 С. 20-25

10. Дуденков C.B., Кроткова В.Ф., Гендлина Е.С., Портноян Д.К. Сбор, переработка и направления использования отходов стекла. Обзорная информация. Серия: Рациональное использование материальных ресурсов. ЦНИИТЭИМС М., 1978.

11. Ермоленко И.М. Стекло, ситаллы и силикатные материалы. — М.: Высшая школа, 1975.

12. Мазурин О.В., Николина Г.П., Петровская M.JI. Расчет вязкости стекол: Учеб. пособие/ЛТИ им. Ленсовета. Л., 1988. - 48 с.

13. Павлушкин Н.М. Основы технологии ситаллов. — М.: Стройиздат, 1979.

14. Саакян Э.Р. Ячеистое стекло и гранулят из Забайкальского перлитового сырья. // Стекло и керамика. 1990 - №2 - С. 7 - 10.

15. Саркисов П. Д. Направленная кристаллизация стекла — основа получения многофункциональных стеклокристаллических материалов. // Стекло и керамика. 1998.-№8 С. 38-39.

16. Саркисов П.Ф. Отходы различных производств сырья для получения строительных материалов // Экология и промышленность России. — 2001 -№3 С. 4-6.

17. Химическая технология стекла и ситаллов/ Под ред. Н.М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1983.

18. Стекло. Справочник. / Под ред. Н.М. Павлушкина М.: Стройиздат, 1973.

19. Андрюхина Т.Д., Раевская E.H., Санина Э.И. и др. Химические составы промышленных стекол массового производства. М.: ВНИИЭСМ, 1986 -49с. (Сер. 9. Стекольная промышленность: Обзор, информ.; Вып.2).

20. Аппен A.A. Химия стекла. М., 1979.

21. Орлова Л.А., Спиридонов Ю.А. Строительные стеклокристаллические материалы. // Строительные материалы. 2000 -№6 -С. 17-20.

22. Ермоленко H.H. и др. Стеклообразование и кристаллизационные свойства стекол систем Si02- АЬОз-СаО-КгО / В сб.: «Новые стекла и стекломатериалы» Минск: Изд-во «НиТ», 1965.

23. Химическая технология стекла и ситаллов. / Под ред. В.А. Гороховского. Саратов, 1975 - 256 с.

24. Саркисов П.Д., Агарков A.C. Технический анализ и контроль производства стекла и изделий из него. М.: Стройиздат, 1976 —346с.

25. Саркисов П.Д., Семин М.А. Стеютообразование и кристаллизация стекол. // Стекло и керамика 1995 - №11 - С. 6 - 7.

26. Сентюрин Г.Г., Егорова Л.Г. Ришина В.А. К вопросу получения пеностекол с малым объемным весом // Всесоюз. совещ. «Использование недефицитных материалов в стекольном производстве»: Тез. докл. — М., 1971.-С. 98-103.

27. Смирнова Л.Б. Гранулированное пеностекло из боя стекла. // Стекло и керамика.-1990 № 12 - С. 22.

28. Тютюников Н.П., Васютина Л.Г., Чапая Н.В. Бесфтористые шла-коситаллы на основе отходов ГРЭС//Стекло и керамика.—1990-№4-С.2.

29. Федоровский Л.А. Ситаллы строительного назначения без катализаторов. // Стекло и керамика 1990 -№1 - С. 15-17.

30. Казанцева Л.К., Белинский И.А., Фурсенко Б.А., Дементьев С.И. Физико-механические свойства сибирформа — пористого строительного материала из цеолитсодержащих пород // Стекло и керамика. — 1995 №10. -С.3-6.

31. Казанцева Л.К., Верещагин В.И., Овчаренко Г.И. Вспененные стеклокерамические теплоизоляционные материалы из природного сырья // Строительные материалы.-2001.-№4-С.ЗЗ —34.

32. Куколев Г.В. Химия кремния и физическая химия силикатов. — М.: Стройиздат, 1988.

33. Мазурин О.В. Порай-Кошиц Е.А., Щульц М.М. Стекло: природа и строение. Л.: Знание, 1985.

34. Матвеев М.А., Матвеев Г.М., Фринкель Б.Н. Расчеты по химии и технологии стекла. Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1972.

35. Мчедлов-Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов. — М.: Стройиздат, 1988.

36. Артамонова М.В., Бужинский И.М., Асланова М.С. Химическая технология стекла и ситаллов. / Под ред. Н.М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1983.

37. Стекло, ситаллы и силикатные материалы. Под ред. И.Н. Ермоленко, Н.М. Бобкова, Л.А. Жунина и др. Минск. Изд. Вышейшая школа, 1974, Вып. 2-3.

38. Стрнад 3. Стеклокристаллические материалы / Пер. с чеш. И.Н. Князевой / Под ред. Б.Г. Варшала. М.: Стройиздат, 1988.

39. Саакян Э.Р. Многофункциональные ячеистые стела из вулканических стекловатых пород.// Стекло и керамика 1991 - №1 — С.5-6.

40. Франценюк Л.И., Блинцова И.В., Середкин А.Е. Синтез шлакоситаллов.//Стекпо и керамика. 1996 - №12 - С.8-13.

41. Семин М.А., Саркисов Л.Д., Галустян М.Ф., Гойхман В.Ю. Разработка новых составов шлакоситаллов.//Стекло и керамика—1989-№8-С. 14-15.

42. Саркисов П.Д. Направленная кристаллизация стекла — основа получения многофункциональных стеклокристаллических материалов. М.: Изд. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1997.

43. Шилл Ф. Пеностекло. Прага, 1962.

44. Стекло, ситаллы и силикатные материалы. / Под ред. И.Н. Ермоленко. -М.: Высшая школа, 1975.

45. Рудой Б. Стальное стекло. М.: Московский рабочий - 1966.

46. Полляк В.В., Саркисов П.Д., Солинов Е.Ф., Царицын М.А. Технология строительного и технического стекла и шлакоситаллов.—М.: Стройиздат, 1983.

47. Безбородов М.А., Бобкова Н.М., Бреховских С.М., Ермоленко H.H., Мазо Э.Э. и Порай-Кошиц Е.А. Диаграммы стеклообразных систем/ Под ред. Безбородова М.А. Минск, 1959.

48. Хигерович М.И., Меркин А.П. Физико-химические и физические методы исследования строительных материалов.-М.: Изд-во Высшая школа, 1968.

49. Катал изационная регулируемая кристаллизация стекол литиево-алюмосиликатной системы./Под ред. Варгина JL, Химия, 1971.

50. Конструкционная прочность стекол и ситаллов. / Под ред. Писаренко Г.С. Киев: Наука. Думка. 1979.

51. Тыкачинский И.Д. Проектирование и синтез стекол и ситаллов с заданными свойствами. М.: Стройиздат, 1977.

52. Меклилан П. Стеклокерамика. М.: "Мир", 1967.

53. Саркисов П.Д., Лясин В.Ф. Новые облицовочные материалы на основе стекла. М.: Стройиздат, 1986.

54. Лясин В.Ф., Саркисов П.Д. Облицовочные стеклянные и стеклокристаллические материалы. М.: Высшая школа, 1988.

55. Саркисов П.Д., Будов В.М. Производство строительного и технического стекла. М.: Высшая школа 1991.

56. Модифицирование свойств стекловидных и стеклокристаллических материалов.//Сб. статей. Под ред. Попильский Р.Я. М.: МХТИ 1978.

57. Булавин И. А. Тепловые процессы в технологии силикатных материалов. М.: Стройиздат, 1982.

58. Никифоров К.А. Теория и парогазовая технология получения силикатной керамики. Улан-Удэ: Изд. БНЦ-1999.

59. Безбородов М.А. Самопроизвольная кристаллизация силикатных стекол. Минск: Наука и техника 1981.

60. Зубанов В.А. Механическое оборудование стекольных и силикатных заводов. М.: Машиностроение. - 1984.

61. Исследование в области синтеза и производства новых стекол и ситаллов.//Сб. докладов. Под ред. Минакова М.: Стройиздат 1974.

62. Катализационная кристаллизация стекла. //Сб. научных трудов М.: ГИС, 1986.

63. Гороховский В.А. Химическая технология стекла и ситаллов. Свойства стекол в жидком и твердом состоянии. /Конспект лекций для студентов. -Саратов: СПИ 1979.

64. Стекло и силикатные материалы. /Под ред. Жунина JI.A., Ермоленко H.H., Михалевич П.Ф. Минск, 1962.

65. Торопов H.A. Химия силикатов и окислов. — JI: Наука, 1974.

66. Битемиров М.К., Бажиров Н.С., Искаков Т.У., Розовский Л.Д. Оптимизация технологических параметров производства шлаковой пемзы с применением газообразующих добавок. // Строительные материалы. 1996 -№6-С. 11-13.

67. Бобкова Н.М., Баранцева С.Е., Залыгина О.С. Ситаллокерамика и его свойства. // Стекло и керамика. 1995 - №11 - С. 16-18.

68. Макарова В.Н., Макаров И.В., Суворова О.В., Захарченко А.Н. Программирование и автоматизация расчета технологических параметров получения силикатных материалов.//Стекло и керамика.-2002-№3-С.6-8.

69. Лотов В.А., Кривенкова E.B. Кинетика формирования пористой структуры пеностекла. // Стекло и керамика. 2002 - №3 - С. 14-17.

70. Черняк Я.Н. О расширении газовых пузырьков в жидкостях с высокой вязкостью. // ЖТФ 1953 - Т29 - № 10.

71. Найденов А.П. Вспенивание силикатного расплава. //Стекло и керамика. 1974 - №9 - С. 19-21.

72. Галушко И.К., Дворкин Л.И. Стеклокристаллнческие глазури для химически стойкой керамики.//Стекло и керамика.-1971-№9-С.36-39.

73. Марков В.П., Данишкин Г.К. Шабанов А.Г. О времени закалки листового стекла. // Стекло и керамика. 1971 -№9 —С. 12-14.

74. Брагинский К.К. Расчет температурной зависимости вязкости стекла. //Стекло и керамика,-1973. №7-С. 10-12.

75. Чернявский И.Я., Аксенов В.В. К вопросу определения межфазовых напряжений в стеклокристаллических материалах. // Стекло и керамика -1973, №7 С. 18-20.

76. Минько Н.И., Жерновая Н.Ф., Гурова Л.С., Высочанская А.И. Глазури па основе кристаллических сланцев КМА // Стекло и керамика,- 1990 № 9 -С.2-3.

77. Липовский И.Е. Роль стеклофазы в механических свойствах стеклокристаллический материалов.//Стекло и керамика. 1969 №5 С.1 7.

78. Акулич С.С., Демидович Б.К., Петров Б.И. О характере температурной кривой вспенивания пеностекла. // Стекло и керамика. 1976, №5 С. 14-16.

79. Липовский И.Е., Нашельский A.M., Дорофеев В.А. О диапазоне пластичности каменного литья.//Стекло и керамика. 1966 №5 С. 15-16.

80. Кутателадзе К.С., Верулашвили Р.Д. Составы стекол на базе перлита для производства высоковольтных изоляторов. // Стекло и керамика. 1966 №5 С. 19-21.

81. Павликов В.Н., Стратьев В.Г. Влияние фазовых превращений на спекание порошков шлакового стекла. // Стекло и керамика. 1984, №10, С. 13-15.

82. Кутателадзе К.С., Верулашвили Р.Д. Электроизоляционные ситаллы на основе горных пород. // Стекло и керамика , 1966, №11, С. 24-27.

83. Леко В.К., Мещерякова Е.В. Гусакова Н.К., Лебедева Р.Б. Влияние некоторых технологических факторов на вязкость кварцевых стекол. // Стекло и керамика , 1973, №8, С 16-18.

84. Слявянский В.Т., Александрова Л.В. Взаимодействие стекла с газо-образователями при вспенивании.//Стекло и керамика, 1966,№11,С.8-11.

85. Физическая химия силикатов. // Под ред. A.A. Пащенко. М.: Высшая школа, 1986, 285с.

86. Саркисов П.Д. Направленная кристаллизация стекла — основа получения многофункциональных стеклокристаллических материалов. М.: изд. РХТУ им. Менделеева, 1997. - 218 с.

87. Андрюхина Т.Д., Раевская Е.И., Тарасова И. Л. Однородность кристаллизационных свойств промышленных стекол. // Стекло и керамика, 1977, №2, С. 5-8.

88. Вознесенский В.А. Статистические решения в технологических задачах. — Кишинев, изд-во "Картя молдовеняскэ", 1969, 232с.

89. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экспериментов.-М.: Наука, 1975.

90. Дамдинова Д. Р. Пеностекло на основе щелочных алюмосиликатных пород и отходов промышленности: Дис. . канд. тех. наук: 05.23.05.-Защищена^ 10.12.98; Утв. 08.07.99.- М., 1998.-154 е.: ил. Библиогр.: с. 149-154.

91. Павлов В.Ф., Шабанов В.Ф. Особенности кривой нагревания пеноситалла. // Строительные материалы, 2002, №11, С. 40-42.

92. Баякин С.Г., Аншиц А.Г., Павлов В.Ф., Шабанов В.Ф. Способ получения стекломатериала из золошлаковых отходов. Патент РФ № 2052400. 20.01.1996 Бюл. № 2, с. 168.

93. Павлов В.Ф., Баякин С.Г., Шабанов В.Ф. Способ получения пористых стекломатериалов из металлургических шлаков. Патент РФ № 2114797 С1, 10.07.98 Б юл. № 19, с.245.

94. Павлов В.Ф. Способ получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков. Патент РФ № 2132306 С1. 27.06.99. Бюл. № 18.

95. Шабанов В.Ф., Павлов В.Ф., Павлов И.В., Павлова H.A. Способ получения пористых стекломатериалов из шлаков. Патент РФ № 2192397 С2 10.11.2002. Бюл.31,с.111.

96. Павлов В.Ф., Погодаев A.M., Прошкин A.B., Шабанов В.Ф. Кн. Производство теплоизоляционных пеносиликатных материалов. Изд. СО РАН, Новосибирск, 1999г. с.5-35.

97. Бондарев К.Т., Козловский B.C. Шлакоситаллы эффективный строительный материал. // Стекло и керамика, 1971, №6, С. 1-4.

98. Левина B.C., Малов В.Ф., Павлушкин Н.М., Саркисов П.Д., Щукина И.К. Кристаллизация железосодержащих стеклокристаллических материалов в зависимости от соотношения двух- и трехвалентного. // Стекло и керамика, 1973, №10, С. 9-10.

99. Трунаев В.Е. Синтез стеклокристаллических материалов на основе сталеплавильных шлаков. // Стекло и керамика, 1984, № 9, С.4.

100. Костюнин Ю.М., Жунина JI.A., Баранцева С.Е., Дащинский Л.Г., Томчина Т.И., Бабушкин О.С. Разработка режима ситаллизации шлакосодержащих стекол на основе магнезиального доменного шлака. // Стекла и керамика, 1975, №8, С. 16-19.

101. Кисиленко Н.Г., Гуркина В.Ю., Щеглова H.H. Повышение механической прочности стеклокристаллита.//Стекло и керамика, 1981,№9,С.4-5.

102. Демидович Б.К., Пилецкий В.И., Садченко Н.П., Мельник Е.П., Фирер М.Я., Акулич С.С. Новая технологическая линия для производства высококачественного пеностекла.//Стекло и керамика, 1972,№10, С. 17-19.

103. Магдеев У.Х., Баженов Ю.М., Цыремпилов А.Д. Энергосбрегающие технологии вяжущих и бетонов на основе эффузивных пород. М., РААСН, 2002. - 348с.

104. Мануйлова Н.С., Наседкин В.В. Петрография и практическое значение перлитов Мухор-Талы. //Сборник трудов /ИГЕМ АН СССР. М., 1967. -Вып.48. - 28с.

105. Перлиты. / Под ред. Наседкина В.В., Петров В.П. Изд-во "Наука", 1981.

106. Крупа A.A. Физико-химические основы получения пористых материалов из вулканических стекол. Киев, Изд. объединение "Вища школа", 1978, 136с.

107. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов.-М.:Недра,1976-162с.

108. Крохв В.В. Расшифровка пористой структуры материала. //Стекло и керамика, 1977, №9, с.27-29.

109. Бобкова Н.М., Заяц Н.И. Пористые ситалловые биоимплонтанты. //Стекло и керамика, 2000, №12, с. 17-18.

110. A.C. СССЗ № 292909, МПК С 03 С 11/00. Шихта для изготовления пеностекла./Дарбинян М.В., Саакян Э.Р. — 1966. ,

111. Дарбинян М.В., Саакян Э.Р. Шихта для получения пеностекла. Патент СССР № 1089069 С1. 30,04,84. Бюл. №16.

112. Дарбинян М.В., Саакян Э.Р. Способ получения пеностекла. Патент СССР № 1056894 С1. 23.11.83. Бюл. №43.

113. Роусон Г. Неорганические стеклообразующие системы. М.: Изд-во "Мир" , 1970.-312с.

114. Мелконян Р.Г. Аморфные горные породы и стекловарение. М: "НИА Природа" ООО Хлебинформ", 2002. - 266с.

115. Шульц М.М., Мазурин О.В. Современные представления о строении стекол и их свойствах. JL: Наука, 1988. - 198 с.

116. Чернова О.А., Горбова Л.И., Еремин В.И. Опытно-промышленная установка для вспучивания перлита в Улан-Удэ. / Сборник трудов "РОСНИИ". М.: Изд-во "Росстройиздат", № 21, 1962 г.

117. Powder diffraction file Search Manual (Alphabetical listing). JCPDS. USA, 1973-1983.-File-40.

118. Andreas Kropp. Application of steam in the glass forming process. //Glass Sci. Technol 76-2003 № 1.

119. Тонака Кадзуёси, Аоги Хугонобу, Когедэ Кадзуо Crystalline foam glass contg. heta spodumene. / Нихон денки гарасу к.к./ Япон.пат.кл. 21А291 (С 031 с 11/00), № 49-36806, заявл. 24.11.70, опул. 03.10.74.

120. Лифанов И.И., Шестюков А.Г. Метрология, средства и методы контроля качества в строительстве. — М.: Стройиздат, 1979. — 180 с.

121. Sergei V. Nemilov. Physical ageing of silicate glasses. //Glass Sci. Technol 76-2003 №1.

122. Ahmed W. El-Shennawe and Salwa A. M. Abdel-Hameed. Crystallization of osumilite from modified basaltic glasses.// //Glass Sci. Technol 76-2003 № 1.

123. Marianne Guldberg and Andreas Lie Madsen. In-vitro dissolution of vitreous silicate fibres according to EURIMA test guideline Results of two Round Robins. //Glass Sci. Technol 76-2003 № 4.

124. Mandy Erdmann and Dorte Stachel. Zeolite-type and nepheline crystals in glass- ceramics. //Glass Sci. Technol 76-2003 № 4.

125. Antonin Jiricka, Ales Helebrant and Jana Hamackova. Corrosion modeling of simple glasses from the systems Si02 — ЫагО CaO and Si02 — Na20 -MgO//Glass Sci. Technol 76-2003 № 6.

126. Alexander V. Gorokhovsky, Jose Ivan Escalante-Garcia and Juan Mendez-Nonell. Foamed glass-ceramic materials based on oil shale by-products. //Glass Sci. Technol 75-2002 № 5.

127. Mandy Erdmann and Dorte Stachel. Glass-ceramics with a zeolite phase. //Glass Sci. Technol 75-2002 № 5.

128. Holger Meinhard, Wolfgang Franzel and Peter Grau. Mechanical properties of sheet glass at high pressure during indentation experiments. //Glass Sci. Technol 74-2001 № 11/12.

129. Raymond Viskanta and Jongmook Lim. Analysis of heat transfer during glass forming. //Glass Sci. Technol 74-2001 № 11/12.

130. Dilshat U. Tulyaganov and Joao A. Labrincha. Glasses and glass-ceramics of the system CaO MgO - AI2O3 - SiC>2 obtained from natural sedimentary raw materials. //Glass Sci. Technol 75-2002 № 6.

131. Holger Meinhard, Wolfgang Franzel and Peter Grau. Viscosity of glass below the transformation temperature. //Glass Sci. Technol 74-2001 № 1.1. Рерждаюиректор ¡риалы " . Барбас 2004г.1. АКТ ^ ~-^ ' -v '

132. В качестве сырьевых материалов использовались: сортированный бой тарного стекла;перлитовые породы Мухор — Талинского месторождения (гидратированный, стекловидный и закристаллизованный); гидроксид натрия NaOH (кристаллический).

133. Далее отдозированное количество тонкомолотого стеклопорошка и 54 %-ного водного раствора гидроксида натрия перемешивались в течение 10 минут в бетоносмесителе принудительного действия.

134. Полученные блоки имели светло-серую окраску, ровную поверхность и соответствовали по физико-механическим свойствам и внешнему виду требованиям ГОСТа (табл. 1)