CC BY
225
УДК 666.189.3 DOI: 10.22227/1997-0935.2019.12.1584-1609
Анализ существующих технологических решений производства пеностекла
Г.В. Сопегин, Д.Ч. Рустамова, С.М. Федосеев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ); г. Пермь, Россия АННОТАЦИЯ
Введение. Пеностекло чаще всего представлено в качестве тепло-, звукоизоляционного и звукопоглощающего материала в виде блоков (плит), гранул и фасонных изделий. Ячеистое стекло характеризуется долговечностью, негорючестью, биостойкостью и достаточной прочностью. Среди основных свойств также можно выделить низкую теплопроводность пеностекла, что делает его перспективным теплоизоляционным материалом. Материалы и методы. Использован комплекс общенаучных логических методов исследования, основанных на теоретическом анализе технологических решений производства пеностекла, описанных в научно-технической литературе, патентах, а также научных статьях.
Результаты. Выделены возможные классификации пеностекольной продукции, дана авторская классификация в зависимости от области применения. Рассмотрены основные свойства пеностекла. В ходе анализа возможных сырьевых компонентов выявлены достоинства и недостатки составляющих пеностекольной шихты, а также рассмотрено их влияние на технологию производства пеностекла и свойства готового изделия. Проведено сравнение газообразователей в зависимости от температуры вспенивания и характера пор, влияющих на область применения материала. Предложена сравнительная таблица технологий производства пеностекольной продукции, выявлены преимущества и недостатки каждого из технологических решений, а также рассмотрены варианты получаемых изделий и необходимое оборудование.
Выводы. Учитывая потребительский спрос на теплоизоляционные материалы и жесткие требования, предъявляемые к ним, наиболее целесообразно производить гранулированное пеностекло мокрым способом. Преимуществами данной технологии являются ускоренный помол стекла в жидких средах, снижение температуры пенообразования,
, , расширение интервала температур структурообразования, устранение пылевыделения, что позволяет снизить се-
N N
т- *- бестоимость готового продукта.
К Ф
U 3
> <0 КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: пеностекло, гранулированное пеностекло, область применения пеностекла, классификации
пеностекла, свойства пеностекла, компоненты пеностекольной шихты, технология производства пеностекла
U . г
^ 0) ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Сопегин Г.В., Рустамова Д.Ч., Федосеев С.М. Анализ существующих технологиче-
ских решений производства пеностекла // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 12. С. 1584-1609. DOI: 10.22227/19970935.2019.12.1584-1609
)
§ |> Analysis of existing technological solutions of foam glass production
—■
О О -
со < Georgiy V. Sopegin, Diana Ch. Rustamova, Sergey M. Fedoseev
8 « _
<М Я
Perm National Research Polytechnic University (PNRPU); Perm, Russian Federation
OT " ABSTRACT
m E
— -jg Introduction. Foam glass is often represented as a thermal insulation, a sound insulation and a sound absorbing material c o in the form of blocks (slabs), granules and shaped products. Cellular glass is characterized by durability, incombustibility, cl ^ biostability and sufficient strength. Among the main properties, it is also possible to mark out low thermal conductivity of foam lo o glass which makes it a promising thermal insulation material.
g ^ Materials and methods. A complex of general scientific logical methods of research is used in this work. The complex
r-L g is based on a theoretical analysis of technological solutions for the foam glass production described in the scientific and
cd technical literature, patents as well as scientific papers.
^ 2= Results. Possible classifications of foam glass products are marked out; an authors' classification is suggested depending
W g on the field of foam glass application. The main foam glass properties are considered. The advantages and disadvantages of
— 2 the foam glass charge mixture are identified in the course of analysis of possible raw components as well as their influence > -j on the foam glass production technology and properties of the finished product are examined. Comparison of blowing if W agents is conducted depending on the foaming temperature and pore character that affect the field of material application. 5 g A comparative table of the foam glass production technologies is proposed, the merits and demerits of each technological
^ solution are revealed as well as variants of the obtained products and needed equipment are considered.
I c Conclusions. Allowing for the consumer demand for thermal insulation materials and strict requirements for them, it is most h ^
O in expedient to produce granulated foam glass with a wet method. The advantages of this technology are the accelerated
HQ > grinding of glass in liquid media, lowering the foaming temperature, expanding the temperature range of structure formation, eliminating dust emission that permits reducing the finished product cost.
1584
© Г.В. Сопегин, Д.Ч. Рустамова, С.М. Федосеев, 2019 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
KEYWORDS: foam glass, granulated foam glass, foam glass scope of use, foam glass classification, foam glass properties, foam glass charge components, foam glass production technology
FOR CITATION: Sopegin G.V., Rustamova D.Ch., Fedoseev S.M. Analysis of existing technological solutions of foam glass production. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2019; 14(12):1584-1609. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.12.1584-1609 (rus.).
ВВЕДЕНИЕ
Начиная с изобретения в 1930-х гг. пеностекла советским ученым И.И. Китайгородским и по настоящее время, было предложено и применено на практике множество технологий производства, по которым получали пеностекло с различными свойствами в зависимости от областей применения — тепло-, звукоизоляционные и звукопоглощающие материалы, пеностекло специального назначения и т.д.
Пеностекло, являясь легким ячеистым материалом, чаще всего представлено на рынке в качестве тепло-, звукоизоляционного и звукопоглощающего материала в виде блоков (плит), гранул и фасонных изделий. Ячеистое стекло характеризуется долговечностью, негорючестью, биостойкостью и прочностью. Среди основных свойств также можно выделить низкую теплопроводность от 0,045 Вт/(м ■ К) пеностекла, что делает его перспективным теплоизоляционным материалом [1-3].
В связи с ростом популярности пеностекла на российском рынке возникает необходимость в систематизации, обработке и анализе существующих технологических решений производства пеностекла. Задачи данного аналитического обзора:
• оценка актуальности предложенных классификаций в зависимости от области применения материала;
• выявление преимуществ и недостатков технологий его получения;
• анализ влияния различных сырьевых компонентов на технические свойства готового изделия.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В статье использован комплекс общенаучных логических методов исследования, основанных на теоретическом анализе технологических решений производства пеностекла, описанных в научно-технической литературе, патентах, а также научных статьях.
В ходе проведения анализа материала, представленного в рассматриваемых источниках, были
выявлены противоречия, устраненные путем сравнения аналогичных технологических решений в различной литературе.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ существующих классификаций пеностекла
В зависимости от основного сырья, введения различных газообразователей и добавок пеносте-кольная продукция различается по химическому составу, физико-техническим свойствам и, вследствие этого, по своему функциональному назначению. Существует несколько классификаций пеностекла по применению, составленных различными авторами [4-6], которые представлены в табл. 1.
Исходя из приведенных данных, целесообразно применять классификацию пеностекла по назначению, так как именно область применения определяет конечные свойства и структуру материала. Нами предложена следующая классификация пеностекла по назначению:
• конструкционное;
• акустическое: звукоизоляционное, звукопоглощающее;
• декоративное (облицовочное);
• техническое (бесщелочное и высококремнеземистое);
• конструкционно-изоляционное;
• изоляционно-монтажное;
• теплоизоляционное;
• влагозащитное;
• конструкционное микропеностекло.
В качестве конструкционных изделий рассматриваются блоки из пеностекла стеклокристалли-ческой структуры. Такие изделия имеют прочность в 1,2-1,5 раза выше, чем у аналогичных теплоизоляционных материалов, но с аморфной структурой и могут применяться в качестве самонесущих конструкций [7].
Звукоизоляционное и звукопоглощающее пеностекло используется для акустического благоустройства зданий. Высокий коэффициент звуко-
< п
ф е t с
Î.Ï
G Г сУ
0 œ
n СО
1 s
y -Ь
J со
^ I
n °
S 3
о s
oÎ
О n
П 2 S 0
s 6
r œ c Я
h о
С о
• )
if
® 4
«> 00
■ £
s У
с о
Ф f
-А. -А.
M 2
О О
л -А
(О (О
1585
Табл. 1. Классификации пеностекла Table 1. Foam glass classifications
Авторы / Authors
Классификация пеностекла / Foam glass classification
Источник / Source
И.И. Китайгородский, З.А. Михайлова-Богданская / I.I. Kitaygorodskiy, Z.A. Mikhaylova-Bogdanskaya
• теплоизоляционное
• строительно-изоляционное
• звукоизоляционное
• звукопоглощающее
• декоративное
• плавучее
• электроизоляционное
• конструкционное микропеностекло
• строительное
• пеностекольная крошка-заполнитель /
• heat-insulation
• building insulation
• sound insulation
• sound absorbing
• decorative
• floating
• electrical insulation
• structural micro-foam glass
• construction
• foam glass crumb aggregate
«Пеностекло, его свойства, производство и применение», 1956 г. /
"Foam glass, its properties, production and application", 1956
№ О
О О
N N
N N
> (Л
с и m *
И.И. Китайгородский, С.И. Сильвестрович / I.I. Kitaygorodskiy, S.I. Sil'vestrovich
• теплоизоляционное
• звукопоглощающее
• фильтрующее
• техническое (бесщелочное и высококремнеземистое) /
• heat insulation
• sound absorbing
• filtering
• technical (alkali-free and highly siliceous)
«Справочник по производству стекла», 1963 г. / "Glass Production Handbook", 1963
<u <u
О ё
Б.К. Демидович / B.K. Demidovich
строительное влагозащитное декоративное (облицовочное) гранулированное акустическое / construction 1 moisture proof decorative (facing) granulated acoustic
«Пеностекло», 1975 г. / "Foam glass", 1975
U (Л Ф Ш CO >
CO CO
.E о
DL О
^ с ю о
S «
о ЕЕ
СП ^ т- ^
<л
41 >
О
По назначению / By purpose
• теплоизоляционное
• звукоизоляционное и звукопоглощающее
• специального назначения /
• heat insulation
• sound insulation and sound absorbing
• special purpose
По форме материалов и изделий / By form of materials and products
• сыпучие материалы
• блоки
• плиты
• фасонные изделия сложной геометрической формы
• уклонообразующие изделия /
ГОСТ 33676-2015. Материалы и изделия из пеностекла теплоизоляционные для зданий и сооружений. Классификация. Термины и определения (с Поправкой) / GOST 33676-2015. Cellular glass thermal insulating products for buildings and constructions. Classification. Terms and definitions
1586
Окончание табл. 1
Авторы / Authors Классификация пеностекла / Foam glass classification Источник / Source
• oose materials • blocks • slabs • shaped products of complicated geometry • slope-forming products
Сыпучие материалы / Loose materials • гранулированное (включая микрогранулированное) пеностекло • щебень / • granulated (including microgranulated) foam glass • crushed stone
По структуре ячеек пены / By structure of foam cells • c преимущественно закрытыми ячейками • с частично закрытыми ячейками / • with predominantly closed cells • with partially closed cells
поглощения достигается за счет сообщающихся пор в готовом изделии, которыми могут являться плиты различных размеров [5].
Декоративные пеностекольные изделия характеризуются окрашиванием в объеме или на поверхности, которое достигается за счет добавления в состав шихты красителей. Такое пеностекло сочетает в себе декоративные и теплоизоляционные свойства, благодаря которым применяется в качестве наружной и внутренней облицовки жилых зданий и помещений. Нередко используется в устройстве внутренних и наружных панно.
Техническое назначение обусловливает тепловую и электрическую изоляцию приборов и аппаратов бесщелочным и высококремнеземистым пеностеклом. Данный материал имеет высокую механическую прочность, термостойкость и радиопрозрачность. Бесщелочное пеностекло применяется до 600 °С, а высококремнеземистое может выдерживать температуры до 1200 °С.
Конструкционно-изоляционное пеностекло применяется в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий как утеплитель стен и перекрытий. Изделия имеют в основном замкнутые и в небольшом количестве частично сообщающиеся поры. Такое пеностекло характеризуется повышенными прочностными показателями и средней плотностью 160-250 кг/м3 [8].
Изоляционно-монтажное пеностекло используется в изоляции установок умеренного и глубокого холода, теплоотводов и промышленного оборудова-
ния. Материал характеризуется замкнутыми порами и средней плотностью, не превышающей 160 кг/м3.
В качестве универсальной теплоизоляции применяется пеностекло, при производстве которого были использованы газообразователи, придающие готовому изделию в процессе спекания стекла поры закрытого типа. В результате использования пеностекла для теплоизоляции зданий и сооружений уменьшается расход материала по сравнению с другими видами теплоизоляций. Это достигается за счет меньшего коэффициента теплопроводности, по сравнению с другими материалами [9]. Также упрощаются строительно-монтажные работы вследствие легкого крепления материала к стене любыми мастиками или же арматурой, увеличивается защита внутренних слоев наружных стен [10].
Влагозащитное пеностекло характеризуется во-допоглощением 1,6-1,8 % по объему за год [8].
Конструкционное микропеностекло представляет собой частицы, остающиеся при распиловке пеностекла на блоки и плиты. Такой материал перспективно использовать как наполнитель в цементных и гипсовых штукатурках, наливных полах, кладочных растворах, плиточных клеях и шпаклевках. Так же с добавлением микропеностекла изготавливают тампонажные растворы, облегченную сантехнику, краски и мастики, различные огнеупорные материалы.
Далее рассмотрим свойства пеностекла.
Биостойкость. Вспененное стекло по химическому составу не отличается от обычного стек-
< п
Ф е t с
Î.Ï
G Г сУ
0 œ
n СО
1 s
y -Ь
J со
^ I
n °
S 3
0 SS
01
О n
a N
П 2 s 0
S 6
r œ c Я
h о
С о
• )
if
® 4
«> 00
■ £
s У
с о
f f
-А. -А.
M 2
О О
л -А
(О (О
1587
№ о
г г О О N N
СЧ СЧ *- г
¡г (V
U 3 > (Л
С И
m *
si
<U ф
О % —■
о
О О
ла и, вследствие этого, перенимает его свойства биостойкости к разрушению микроорганизмами, грибками, бактериями, насекомыми и грызунами. Данное свойство объясняется отсутствием органических включений, наличием газа СО2 и СО в порах материала.
Морозостойкость. Пеностекло можно охарактеризовать маркой по морозостойкости F30 и выше, что очень важно при осуществлении теплоизоляции жилых домов, а также сооружений холодильных установок. Испытание материала на морозостойкость проводят в водонасыщенном состоянии при переменном замораживании и оттаивании.
Теплопроводность и плотность. Теплопроводность пеностекла при 25 °С находится в пределах от 0,045 до 0,16 Вт/(мК), что делает данный материал одним из лидеров в области теплоизоляции. На рис. 1 показана зависимость величины теплопроводности от насыпной плотности.
Как видно из рис. 1, чем меньше плотность пеностекла, тем меньшей теплопроводностью оно обладает и, следовательно, является хорошим тепло-изолятором.
Необходимо отметить, что теплоизоляционные свойства пеностекла главным образом зависят от равномерности распределения воздуха в пористом материале и в меньшей степени от объема воздуха, заключенного в порах материала.
Плотность. Однако материалы с одинаковой плотностью не всегда имеют один и тот же коэффициент теплопроводности. Как следствие можно
указать, что мелкопористый материал будет энерго-эффективней по сравнению с крупнопористым.
В табл. 2 представлена сравнительная оценка зависимости теплопроводности от плотности и пористости различных материалов.
Из табл. 2 видно, что мелкопористый материал энергоэффективней по сравнению с крупнопористым.
Также стоит отметить, что теплопроводность регламентируется для гравия (гранул), предназначенного для приготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов.
Размеры пор у пористых теплоизоляционных материалов могут находиться в широком диапазоне значений, но обычно не превышают 3-5 мм.
У пенобетона средний диаметр ячеек равен 0,4-2 мм, у газобетона 0,6-0,8 мм, а пенодиатоми-тового кирпича 0,2-0,4 мм. Диатомитовые изделия, которые получают с применением выгорающих добавок, характеризуются более крупными порами. Средний размер пор при этом составляет 2,5-5 мм. Пеностекло же имеет поры от 0,1 до 3-5 мм, но возможно пеностекло и с порами величиной 1-5 мкм.
Огнестойкость. Сравнивая пеностекло с другими теплоизоляционными материалами, можно отметить ряд полезных свойств, присущих данному материалу: температуростойкость, несгораемость, огнестойкость и др.
В табл. 3 представлены теплоизоляционные материалы по степени их горючести.
о
СО
гм
<л
(Л
.Е о
£ ° • с ю о
8 « сэ ЕЕ
Ё5 °
О) ^
т-
Z £ £
ю °
с w
S I
il
О (П ф ф
Рис. 1. График зависимости величины теплопроводности от насыпной плотности гранулированного пеностекла
W > Fig. 1. Dependence of thermal conductivity on granulated foam glass bulk density
1588
Табл. 2. Теплопроводность современных теплоизоляционных материалов [11]
Table 2. Thermal conductivity of modern thermal insulation materials [11]
Материал / Material Плотность, кг/м3 / Density, kg/m3 Пористость, % / Porosity, % Теплопроводность, Вт/мК / Thermal conductivity, W/mK
Керамзит / Claydite 2200 24-33 0,45
Кирпич / Brick 250-800 40-60 0,12-0,18
Пенобетон / Foam concrete 300-1200 50-90 0,16-0,2
Пенополиуретан жесткий / 35-80 94-97 0,019-0,038
Rigid polyurethane foam
Пеноплэкс / Penoplex™ 35-45 92-96 0,025-0,03
Стеклянная вата / Glass wool 50-130 88-93 0,033-0,041
Пеноизол / Penoizol™ 8-20 90-95 0,035-0,047
Пенополистирол / Polystyrene foam 15-35 85-92 0,043-0,064
Минеральная вата / Mineral wool 60-200 85-90 0,048-0,064
Пеностекло / Foam glass 100-600 85-95 0,055-0,3
Табл. 3. Группы горючести основных теплоизоляционных материалов [11] Table 3. Flammability groups of main insulating materials [11]
Группа горючести материалов / Flammability group of materials Температура дымовых газов / Flue gas temperature Теплоизоляционные материалы / Heat insulation materials
Г1 (G1) < 135 °С ДВП / wood-fibre board ДСП / wood-chip board Торфоизоляционные плиты / Peat insulation slabs Камышит / Kamyshit™ Пенополиуретан / Polyurethane foam Пеноплэкс / Penoplex™ Пенополистирол / Polystyrene foam
Г2 (G2) < 235 °С Пенопласты / Foam plastic materials: хлорвиниловые / vinyl chloride фенолоформальдегидные / phenol-formaldehyde пеноизол / Penoizol™
Г3 (G3) < 450 °С Минераловатные изделия с битумными и синтетическими вяжущими / Mineral wool products with bituminous and synthetic binders Стекловатные изделия с синтетическими вяжущими / Glass wool products with synthetic binders Пробковые материалы / Cork materials Фибролиты / Fibrolites
Г4 (G4) > 450 °С Асбестовые и асбестосодержащие материалы / Asbestos and asbestos-containing materials Керамические материалы / Ceramic materials: диатомитовые / diatomite перлитовые / perlite Вермикулит / Vermiculite Минеральная вата / Mineral wood Стеклянная вата / Glass wool Пеностекло / Glass foam
< DO
® е
(Л t 3
3 О M
с
о
со
y -ь J CD
^ I
n °
S 3
о s
О о
С Я1
Исходя из данных табл. 3 видно, что пеностекло, наряду с вермикулитом, стекло- и минеральной ватой, находится в классе несгораемых материалов.
При оценке огнестойкости строительных конструкций с применением теплоизоляционных материалов учитывается низкая теплопроводность, что объясняется их высокопористым строением.
о з a з о. Г о
О о
cd ф
l С
3
ID
Благодаря этому предел огнестойкости таких изделий будет ниже, чем у аналогичных изделий из плотных материалов.
Прочность. В строительстве одним из важнейших критериев, предъявляемых к материалу, на который в процессе эксплуатации или транспортировки может действовать различная нагрузка, является
«> 00 ■ г
s У с о Ф я
л -А 1° 1° M 2 О О л -А (О (О
1589
№ О
г г
О О
РЧ N
РЧ РЧ *- г
¡г (V
U 3 > (Л
С И
m *
si
<U ф
прочность. Пористые материалы характеризуются пониженной прочностью.
Согласно ТУ 5914-001-73893595-2005 у гранулированного пеностекла выделяют 10 марок по прочности, которые представлены в табл. 4.
Прочность при сжатии теплоизоляционных плит из пеностекла находится в пределах от 0,5 до 1,5 МПа, а при изгибе — от 0,1 до 0,4 МПа.
Предел прочности теплоизоляционно-конструкционных блоков из пеностекла при сжатии составляет от 2 до 7,5 МПа, а при изгибе — от 0,4 до 0,7 МПа. При этом для блоков, имеющих плотность от 400 до 700 кг/м3, требования по прочности согласно ТУ 5914-001-73893595-2005 не предъявляются.
Прочность можно регулировать, подбирая определенный состав сырьевой шихты или применяя различные способы обработки материала.
Водопоглощение. Материалы и изделия из пеностекла характеризуются различным водопо-глощением в зависимости от вида пор. К теплоизоляционным материалам из пеностекла предъявляются требования по водопоглощению от 2 до 20 % по объему. Для изделий с сообщающимися порами большое водопоглощение дает возможность использовать их в качестве фильтрующего или сорбцион-ного материала [11].
Обобщая вышесказанное, можно отметить, что современное пеностекло, как теплоизоляционный и строительный материал, имеет множество положительных свойств и характеристик. Низкая теплопроводность пеностекла достигается за счет большого количества замкнутых ячеек с тонкими перегородками. Прочность на сжатие пеностекла
варьируется от 0,5 до 1,2 МПа и при этом не уменьшается в процессе эксплуатации. Интервал рабочих температур пеностекла колеблется от -250 до 650 °С, а специальные виды могут выдерживать температуру в 1200 °С, являясь при этом негорючим материалом с низким коэффициентом расширения. По звукоизоляции пеностекло не уступает подобным ему материалам, оно инертное — не выделяет токсичных газов и соединений, отравляющих окружающую среду. Среди достоинств также можно выделить высокие сроки эксплуатации материала [8, 12].
Сырье
Важным аспектом при производстве пеностекла являются сырьевые компоненты, выбор которых будет влиять не только на технологию получения, но и на свойства готового изделия. Так, в качестве сырья для производства пеностекла могут применяться такие компоненты, как отходы стекольного производства, бой оконного или тарного стекла, сваренный стеклогранулят заданного состава, кремнистые породы (диатомит, цеолит, трепел, опока и др.), а также легкоплавкие горные породы, содержащие щелочи [10, 13-22].
Как правило, в качестве основного сырья используют несортированные отходы стекольного производства, которые включают в себя бой оконного и тарного стекла, имеющие неоднородный химический состав. Поэтому, для получения пеностекла со стабильными свойствами необходимо производить тщательную подготовку боя стекла: разделение, дробление и очистка. Использование стеклобоя позволяет значительно снизить себесто-
О ё —■
о
О У
со >
со 2;
Я =
<М Я
Табл. 4. Прочность гравия и гранул пеностекла Table 4. Strength of gravel and foam glass granules
Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа (кгс/см2) / Cylinder compressive strength, MPa (kgf/cm2) Марка по прочности / Strength grade
Гранулы / Granules Гравий / Gravel
До 0,4 (4) / Up to 0,4 (4) До 0,5 (5) / Up to 0,5 (5) П15 / P15
0,4-0,5 (4-5) 0,5-0,7 (5-7) П25 / P25
0,5-0,6 (5-6) 0,7-1,0 (7-10) П35 / P35
0,6-0,8 (6-8) 1,0-1,5 (10-15) П50 / P50
0,8-1,2 (8-12) 1,5-2,0 (15-20) П75 / P75
1,2-1,6 (12-16) 2,0-2,5 (20-25) П100/ P100
1,6-2,0 (16-20) 2,5-3,3 (15-33) П125 / P125
2,0-3,0 (20-30) 3,3-4,5 (33-45) П150/ P150
3,0-4,0 (30-40) 4,5-5,5 (45-55) П200 / P200
4,0-5,0 (40-50) 5,5-6,5 (55-65) П250 / P250
.E о
dlO
• a ю О
8 « о EE
fe ° a> ^
tZ £ £
CO °
E W S i
il
О tn ф Ф
u >
1590
имость продукта и утилизировать отходы при производстве тарного и оконного стекла [10, 13, 15, 16, 20, 21, 23, 24].
Если сравнивать оконное и тарное (бутылочное) стекло, то в последнем большее содержание оксида железа, который по своей природе является хорошим плавнем и способен понижать температуру спекания и вспенивания. Еще одной важной отличительной особенностью тарного стекла является его принадлежность к классу так называемых «длинных» стекол, небольшое изменение температуры которых не приведет к значительному изменению вязкости [15]. Таким образом, можно сделать вывод о том, что именно тарное стекло предпочтительнее использовать в качестве основного сырьевого компонента при производстве пеностекла.
Температура размягчения стекла должна быть достаточно низкой, а снижение вязкости с ростом температуры — медленным. Порошкообразное стекло не должно кристаллизоваться до полного завершения вспенивания пеностекла [15, 16, 21]. Так, например, высокие температуры вспенивания (выше 850 °С) при работе со стеклобоем использовать нежелательно, потому что при повторном высокотемпературном нагреве возможна кристаллизация стекла, которая, как показано многочисленными опытами и всей мировой практикой, препятствует вспениванию и приводит к появлению перфорированных пор.
Причины воздействия кристаллизации на процесс вспенивания расплава стекла известны давно. Показано, что кристаллизация резко меняет величины вязкости и поверхностного натяжения, т.е. тех факторов, которые являются определяющими при вспенивании. Известно, например, что крупные неравномерные кристаллы ухудшают вспенивание за счет повышения поверхностного натяжения и вязкости или вовсе препятствуют получению пеностекла. Поэтому в мировой практике кристаллизации стекла стараются избежать путем понижения температуры вспенивания или введением антикристаллизационных добавок в стекло (например, до 6 % пиролюзита, 3-5 % оксида магния или алюминия). Введение даже сотых долей оксида магния в состав исходного стекла резко снижает рост кристаллов. Из литературы известно [25], что оксиды кадмия, селена и хрома даже в небольших количествах стимулируют кристаллизацию стекла, из-за чего ухудшается структура пеностекла, а процесс вспенивания замедляется. Введение добавок усложняет процесс, поэтому более радикальным является снижение температуры вспенивания до температур ниже 850 °С.
Для получения пеностекла более высокого качества используют гранулят из специально сварен-
ного стекла, технологический процесс производства которого протекает по полной схеме, включающей в себя отделение по подготовке сырья для получения стеклогранулята, отделение по приготовлению шихты и варку в печи стекловарения. Получение пеностекла по такой технологии — дорогостоящее и энергозатратное. Частично данную проблему можно решить путем замены составляющих стекольного гранулята (кальцинированная сода и глинозем) на дешевые щелочесодержащие горные породы и отходы производства, а именно: перлиты, вулканические пеплы, нефелины, андезиты, а также золы и шлаки ТЭС, и другие отходы производства [15, 16, 19, 21, 26, 27].
Следует отметить, что в области получения сырья для производства пеностекла было проведено значительное количество исследований [9, 10, 13, 14, 17, 19, 25-27, 28-33].
В одной из работ [16] авторами экспериментально показано, что существует возможность переработки отходов производства тротила в пеностекло. Для изготовления силикатного стекла используется сырьевая шихта, на треть состоящая из отходов, что позволяет значительно снизить стоимость получаемого изделия без ухудшения качества и сделать процесс получения тротила безотходным. Среди достоинств данного способа производства также можно выделить содержание в отходах №^04, №С1, Fe2O3, Н20, являющихся ускорителями, осветлителями и красителями, которые в свою очередь позволяют снизить энергозатраты, повысить однородность и окраску стекломассы.
Необходимо добавить, что также были разработаны технологии получения гранулированного и блочного пеностекла на основе осадочных опал-кристобалитовых пород — диатомит, трепел, опока, цеолит, а также аморфных вулканогенных пород — туф, перлит, обсидиан [14, 17, 32]. В частности, в работах А.Д. Орлова [17, 32] описаны одностадийные технологии производства гранулированного пеностекла на основе низкотемпературного синтеза стеклофазы.
Немаловажным компонентом пеностекольной шихты являются газообразователи, которые влияют на режим вспенивания и характер создаваемой пористой структуры пеностекла. К ним предъявляется ряд основных требований: температура выделения газов должна быть выше температуры начала размягчения стекольного порошка на 50-70 °С; выделяемые газы должны быть равномерно распределены в шихте; при вспенивании газообразователи не должны выделять токсичные вещества. Безусловно, как и любой сырьевой компонент, газообразователь должен отличаться доступностью и экономичностью [10, 13, 15, 16, 21].
< п
® е
¡я с
о Г сУ
О
§ СО
У -Ь о СО
^ I § °
О 2
о7
О §
а ^ § 2
2 6 А Го Г 6 С Я
^ о
С §
• ) н
® 4
«> оо ■ г
(Л п
(Я у
с о
Ф я
л -А
1° 1°
О О л -А
(О (О
1591
№ о
г г О О N N
СЧ СЧ *- г
¡г (V
U 3 > (Л
С И
m *
si
<U ф
О % —■
о
О О
В табл. 5 приведена характеристика газообра-зователей, применяемых в производстве пеностекла [5, 10, 13, 15-16, 24, 34-36].
Как видно из табл. 5 среди газообразователей выделяют карбонатные и углеродсодержащие, выбор которых определяет характер пор в пеностекле и в дальнейшем область его применения. Так, например, кальциты (известняк, мрамор) при разложении создают сообщающиеся поры в результате улетучивания углекислого газа. Пеностекло на их основе характеризуется высокими водопоглощени-ем и звукозащитными показателями, что позволяет применять его в качестве звукопоглощающего и фильтрующего материала. Углеродсодержащие газообразователи (кокс, графит) используют для получения теплоизоляционного пеностекла — материала с преимущественно замкнутыми порами [8, 10, 15, 16, 21, 24, 34-60]. Кроме представленных га-зообразователей в производстве пеностекла возможно использование соединения марганца, например пиролюзит (Мп02), с температурой газообразования 680-720 °С. Пиролюзит при газообразовании создает частично замкнутые поры.
Стоит отметить, что при производстве гранулированного пеностекла в состав шихты вводят специальные добавки: связующие и опудривающие компоненты. Роль связующих веществ заключается в улучшении гранулообразования на стадии формования сырцовых гранул. Из них наибольший интерес представляет раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), который в отличии от жидкого стекла исключает применение ускорителя твердения, повышает прочность сухих сырцовых гранул, является недефицитным и дешевым продуктом. Схожими достоинствами и принципом действия обладают крахмальный клейстер и сульфитно-спиртовая барда.
Главная задача опудривающих компонентов — предотвращение слипания сформированных гранул в процессе вспенивания. В качестве опудривателей допускается применение тугоплавких порошков (например, тальк и технический глинозем), а также эмульсий на водной основе, состоящих из каолина или графита [15, 16].
В табл. 6 представлен перечень возможных сырьевых компонентов, в том числе и технологических добавок, составляющих пеностекольную шихту.
Табл. 5. Виды газообразователей, применяемых в производстве пеностекла Table 5. Types of blowing agents used in foam glass production
Газообразователь / Blowing agent Температура вспенивания, °С / Foaming temperature, °С Количество газообразователя, вводимого в шихту, % / Amount of blowing agent introduced in charge mixture, % Характер пористой структуры пеностекла / Foam glass porosity character
Пиролюзит (MnO2) / Pyrolusite (MnO2) 680-720 3-5 Частично замкнутые / Partially closed
Азотнокислый натрий (NaNO3) / Sodium nitrate (NaNO3) 720 3-5 Сообщающиеся / Interconnecting
Известняк, мрамор, мел (CaCO3) / Limestone, marble, chalk (CaCO3) 760-775 0,5-0,1 Сообщающиеся / Interconnecting
Карбид кальция (СаС2) / Calcium carbide (СаС2) 750-760 1-1,5 Замкнутые / Closed
Карбид кремния (SiC) / Silicon carbide (SiC) 850 и выше / and higher 1-3 Замкнутые / Closed
Кокс / Coke 790-800 2-3 Замкнутые / Closed
Графит / Graphite 850 и выше / and higher 1-2 Замкнутые / Closed
Антрацит / Anthracite 770-780 2-3 Частично сообщающиеся / Partially interconnecting
Сажа / Soot 750-875 0,2-0,3 Замкнутые / Closed
Древесный уголь / Charcoal 725-800 1-2 Замкнутые / Closed
о со см
IS
il
О tn ф Ф
u >
.E о
DC"
• с ю о
8 « сэ EE
fe ° a> ^
T- ^
CO
22 >
О
1592
Табл. 6. Сводная таблица основных компонентов пеностекольной шихты Table 6. Summary table of the main components of the foam glass charge mixture
Стекло / Glass Отходы стекольного производства / Glasswork waste Стеклогранулят/ Glass granulated material
1. Оконное (листовое) стекло / Window (sheet) glass: тянутое / drawn прокатное / rolled полированное / float 2. Тарное (бутылочное) стекло / Container (bottle) glass: зеленое / green коричневое / brown прозрачное / transparent 3. Электронно-лучевые трубки / Cathode ray tubes [55] 1. Из специально сваренного стекла / From specially made glass 2. На основе щелочесодержащих горных пород / Based on alkali-containing rocks 3. На основе отходов производства / Based on production waste 4. На основе кремнистых горных пород / Based on siliceous rocks
Газообразователи / Углеродсодержащие: / Carbonaceous: Карбонатные: / Carbonate:
Blowing agent антрацит / anthracite каменноугольный кокс / coal coke торфяной полукокс / peat semi-coke графит / graphite карбид кремния и кальция / silicon carbide and calcium carbide сажа / soot древесный уголь / charcoal мел / chalk мрамор / marble известняк / limestone
Связующие добавки / Binder additives Жидкое стекло / Liquid glass КМЦ / Carboxymethyl cellulose Поливиниловый спирт / Polyvinyl alcohol Фенолоформальдегидные смолы / Phenol-formaldehyde resins Лигнины / Lignins Лигносульфонаты / Lignosulfonates Крахмальный клейстер / Starch paste
Опудривающие добавки / Dusting additives 1. Эмульсии на водной основе: / Water based emulsions: каолин / kaolin графит / graphite 2. Тугоплавкие порошки: / Refractory powders: тальк / talc технический глинозем / industrial alumina высокоглиноземистая шамотная пыль / high alumina chamotte dust отходы корундовых огнеупоров / corundum refractory material waste
< DO <d е t о Î.Ï
G Г
сУУ
У
о n
l S y -Ь
J со I
n
S 3 о
oa
П )
(f) t — E СЛ
о s " 2
СО О
Анализ технологий производства
В работе [24] В.А. Китайцев выделяет пять основных методов придания стеклу ячеистого строения:
1) порошковый, при котором стекольный порошок с газообразователем при нагреве размягчается и вспучивается;
2) холодный, при котором вспенивание массы происходит на холоде при введении порообразова-теля и стабилизатора;
3) вспучивание в стекловаренной печи или специальном аппарате стекломассы, находящейся в вязком пластичном состоянии при одновременном газовыделении тонкоизмельченного газообразователя;
4) продувание стеклянного расплава воздухом или газами;
5) вспучивание размягченного стекла под вакуумом.
Порошковый
Наиболее традиционным методом получения пеностекла является порошковый, заключающийся в спекании стекольного порошка с газообразовате-лем. Данный метод включает в себя четыре основных способа производства пеностекла [10, 60-72]:
1) одностадийный;
2) двухстадийный;
3) способ непрерывного вспенивания ленты пеностекла;
4) способ получения гранулированного пеностекла.
Технология производства для всех способов в общем виде одинакова и состоит из следующих этапов: совместный или раздельный помол предварительно дозированного стекла и газообразователя в шаровых мельницах; вспенивание и отжиг пено-стекольного полуфабриката.
о. Г о
С о
• )
if
® 4
«> DO ■ т
s у с о ф f -А. -А.
M M
о о
л -А
(О (О
1593
№ О
г г
О О
РЧ N
РЧ РЧ *- г
¡г (V
U 3 > (Л
С И
m *
si
<U ф
О % —■
о
сэ о
Структура пеностекла, скорость спекания порошкового стекла, а также качество получаемого расплава напрямую зависят от тонкости помола стекла. Степень диспергации стекла в шихте регламентируется остатком на сите с 10 000 отв./см2 не более 10 % и полным прохождением через сито с 6400 отв./см2.
Одностадийный способ
Вспенивание пеностекольной шихты, ее отжиг и охлаждение по данному способу производят, как правило, в туннельной печи непрерывного действия.
Например, на Гомельском стеклозаводе такая печь имеет следующий температурный режим:
• нагрев пеностекольной шихты (и = 3,3 °С/ч);
• вспенивание в течение одного часа;
• «резкое» охлаждение в течение двух часов (и = = 1,65 °С/мин);
• отжиг (в интервале температуры 600-400 °С — 0,4 °С/мин и 400-50°С — 0,7 °С/мин) [6, 73-78].
Отжиг — неотъемлемый процесс в производстве пеностекла. В результате отжига происходит закрепление полученной пористой структуры, что позволяет работать с материалом непосредственно после его производства.
На рис. 2 представлены температурные кривые туннельной печи Гомельского стеклозавода в зависимости от вида используемого газообразователя.
Как видно из рис. 2, отжиг в одностадийном способе производства пеностекла занимает значительный промежуток времени и составляет 14,7 ч, что объясняется сложностью фиксации структуры
пеностекла, которому не свойственно резкое твердение при охлаждении.
Двухстадийный способ
По двухстадийному способу первая стадия заключается во вспенивании пеностекольной шихты, которое производят во вращающихся или туннельных печах. Технология заключается в нагреве смеси стекольного порошка с газообразователя до температуры около 790-850 °С, которая обеспечивает получение пористой структуры стекломассы, и последующее охлаждение до 600-630 °С [35, 79, 80].
Вторая стадия включает в себя отжиг и охлаждение полученных изделий, что достигается благодаря применению особых режимов охлаждения в отдельных печах типа лер конвейерного типа.
Отжиг начинают с температур на 100150 °С ниже температуры вспенивания.
При двухстадийном способе производства пеностекла применяют один из следующих режимов отжига [11]:
1) охлаждение от верхней температуры отжига на 40-100 °С со скоростью 1-9 °С/мин, затем до нижней температуры отжига со скоростью 1,9-3 °С/ мин и до комнатной температуры со скоростью 2,27,5 °С/мин;
2) охлаждение от верхней температуры отжига до нижней температуры отжига со скоростью 0,66-2,5 °С/мин с изотермическими выдержками через каждые 30-60 °С по 30-90 мин, затем охлаждают на 100-320 °С со скоростью 1,6-4,8 °С/мин с изотермическими выдержками через каждые 50160 °С по 30-90 мин;
о со гм
(Л (Л
.Е о
£ ° • с Ю О
8 « сэ ЕЕ
Ё5 °
а> ^
т-
Z £ £
Ю °
С W s i
il
О (П ф ф
со >
Рис. 2. Температурные кривые туннельной печи Гомельского стеклозавода^ — газообразователь — антрацит; 2 — торфяной полукокс
Fig. 2. Temperature curves of tunnel furnace at Gomel glasswork factory: 1 — blowing agent is anthracite; 2 — blowing agent is peat semi-coke
1594
3) ступенчатое охлаждение со скоростью 1-9 °С/мин в две стадии: на первой стадии охлаждение ведут до температуры на 10-40 °С ниже нижней температуры отжига, а перед второй ступенью охлаждения пеностекло нагревают на 1040 °С выше нижней температуры отжига со скоростью 1-10 °С/мин;
4) охлаждение в две стадии: от нижней температуры вспенивания на 50-200 °С в течение 15-20 мин, затем до температуры газовой среды 260-450 °С в течение 5-15 мин, а отжиг ведут до температуры газовой среды на 20-80 °С ниже температуры начала деформации пеностекла;
5) ответственное охлаждение до низшей температуры отжига, соответствующей вязкости стекла 1015,6-16,6 Пас и быстрое охлаждение до комнатной температуры.
Способ непрерывного вспенивания ленты пеностекла
Способ непрерывного вспенивания ленты пеностекла начали разрабатывать еще в СССР под руководством И.И. Китайгородского. Были разработаны проекты автоматических установок для производства пеностекла АУП-1 и АУП-2. Но при наладке режима работы возникли затруднения в выборе температур-
ной кривой вспенивания, формирования ленты пеностекла, порезки ее на блоки, снятии их с поддонов и передаче в печь отжига. Ни один из предложенных режимов вспенивания не обеспечивал нормальную работу печи. Анализируя результаты, автор отмечает, что линия не была освоена из-за отсутствия необходимых сведений о механизме вспенивания пеностекла и характере изменения деформационно-упругих свойств пеномасс при их формовании.
Б.К. Демидович в работе [6], описывая данную технологию, обращается к схемам, рекомендованным зарубежными специалистами. Среди них представляют интерес установки для получения пеностекла методом плавающей ленты.
Технология состоит в спекании и последующем вспенивании пеностекольной шихты на горизонтальной поверхности расплавленного металла, находящегося в ванне с неокислительной атмосферой.
По методу непрерывного вспенивания ленты пеностекла различают два способа.
Первый способ представлен на рис. 3 и включает следующие этапы:
1) вспенивание пенообразующей смеси в начале ванны;
2) охлаждение и затвердевание пеностекла при дальнейшем продвижении ленты;
Рис. 3. Схема получения пеностекла методом плавающей ленты по первому способу: 1 — ленточный транспортер; 2 — слой пенообразующей смеси; 3 — пенообразующая смесь; 4 — емкость для пенообразующей смеси; 5 — каналы для подачи инертных газов; 6 — отверстие для вытягивания ленты пеностекла; 7 — выравнивающий валик; 8 — под-сводное пространство; 9 — начало вспенивания ленты пеностекла; 10 — трубопровод для подачи инертных газов; 11 — разделительная стенка; 12 — регуляторы подачи газов; 13 — боксы для охлаждения ленты пеностекла; 14 — свод бассейна; 15 — вспененное пеностекло в виде ленты; 16 — печь отжига; 17 — входное отверстие печи отжига; 18 — приводные ролики для транспортировки ленты пеностекла; 19 — отверстие для вытягивания ленты пеностекла; 20 — торцевые стенки ванны; 21 — вращающиеся ролики; 22 — терморегуляторы; 23 — верхний уровень расплава металла; 24 — расплав олова или сплав олова; 25 — ванна для расплава металла; 26 — загрузочное отверстие Fig. 3. Process flowchart for obtaining foam glass using floating tape method, first technique: 1 — belt conveyer; 2 — foaming mixture layer; 3 — foaming mixture; 4 — container for foaming mixture; 5 — inert gas supply channels; 6 — opening for pulling out foam glass tape; 7 — leveling roller; 8 — underarch space; 9 — foam glass tape initial foaming; 10 — inert gas supply pipeline; 11 — dividing wall; 12 — gas supply regulators; 13 — foam glass cooling boxes; 14 — pool arch; 15 — foam glass in the form of tape; 16 — annealing furnace; 17 — annealing furnace inlet; 18 — drive rollers for transporting foam glass tape; 19 — opening for pulling out foam glass tape; 20 — pool end walls; 21 — rotating rollers; 22 — thermoregulators; 23 — molten metal upper level; 24 — tin melt or tin alloy; 25 — molten metal pool; 26 — loading opening
< DO
<d е t с
i
G Г сУ
0 со
n CO
1 S
У -b
J to
El
^ I
n °
S> 3
0 s
01
О n
о sss " 2
со
0
1
cn
CO о о
о. A
С о
• )
¡f
® 4
«> DO ■ T
(Л У
с о <D Ж 1 1 J° J°
О О л -А
(О (О
1595
№ о
г г О О N N
СЧ СЧ *- г
¡г (V
U 3 > (Л
С И
m *
si
ф ф
о %
---' "t^
о
о о
3) вытяжка пеностекла с поверхности расплава и укладка в отжигательную печь;
4) отжиг в печи и закрепление конечной структуры.
Во втором способе выделяют три этапа:
1) вытяжка обыкновенного стекла на поверхности расплавленного металла;
2) дальнейшее продвижение ленты и всыпка в нее слоя пенообразующей смеси через отверстие в своде;
3) охлаждение и затвердевание ленты, состоящей из слоя стекла и сплавившегося с ним слоя пеностекла.
В полученном таким образом листовом материале слой пеностекла высотой 20-60 мм прочно соединен с подложкой из плотного стекла толщиной до 8 мм [6].
Схематично технология производства пеностекла по второму способу показана на рис. 4.
Производство гранулированного пеностекла
Производство гранулированного пеностекла может быть осуществлено тремя различными способами в зависимости от влажности шихты и способа подготовки сырцовых гранул:
• сухой способ — подготовка сырцовых гранул производится из сухой пенообразующей смеси;
• полусухой — грануляция осуществляется при влажности смеси 20-22 %;
• мокрый способ — сырьем для получения гранул является суспензия с влажностью 40-45 %.
Мокрый способ производства гранулированного пеностекла обладает рядом преимуществ перед первым и вторым способами. Наиболее важными из них являются ускорение помола стекла в жидких средах; снижение температуры пенообразования; расширение интервала температур структурообра-
зования в присутствии гидратной воды; устранение пылевыделения; возможность полной автоматизации процесса вследствие простоты конструкции и устойчивости в работе агрегатов.
Технология производства гранулированного пеностекла начинается с загрузки приемного бункера боем предпочтительно тарного стекла. Из склада по ленточному транспортеру бой подается в моеч-но-сушильный барабан, а из него в бункер запаса. Оттуда стеклобой подается на дробилку и далее в промежуточную печь и грануляцию и вновь в бункер гранулята. Из бункера через весовой дозатор гранулят вместе с газообразователем и связующим подается в шаровую мельницу. Шихта размалывается до удельной поверхности не менее 5000 см2/г.
Измельченная смесь поступает в накопительную емкость, а затем в башенную сушилку и далее на грануляцию и досушку.
Сырцовые гранулы формируются на тарельчатом грануляторе и сушатся горячим воздухом в трубе-сушилке при температуре 200-220 °С. Если остаточная влажность подсушенных гранул велика, то температуру можно поднять, но не более чем до 300 °С.
Гранулы, засыпаемые во вращающуюся печь, представленную на рис. 5, имеют низкую температуру. В последующем, интенсивно пересыпаясь во вращательной печи, происходит быстрый набор температуры, необходимой для вспенивания.
Тогда как в туннельных печах средняя скорость подъема температуры составляет 5-6 °С в мин, во вращающейся печи она возрастает в 4-5 раз. При этом происходит вспенивание каждой отдельной гранулы, вследствие чего структурообразование проходит так же качественно, как если бы оно происходило в туннельных печах. Это возможно за счет того, что вспенивание осуществляется в малом объ-
о со гм
(Л (Л
.Е о
£ ° с
ю о
8 « о ЕЕ
Ё5 °
О) ^ т- ^
<л tл
С W s1
il
О (П ф ф
со >
Рис. 4. Схема получения пеностекла методом плавающей ленты по второму способу: 1 — лента стекла; 2 — пенообра-зующая смесь; 3 — пеностекло; 4 — расплавленный металл; 5 — бассейн для стекломассы
Fig. 4. Process flowchart for obtaining foam glass using floating tape method, second technique: 1 — lass tape; 2 — foaming mixture; 3 — foam glass; 4 — molten metal; 5 — molten glass pool
1596
Рис. 5. Вращающаяся печь для производства гранулированного пеностекла Fig. 5. Rotary kiln for producing granulated foam glass
еме. Также сокращается продолжительность собственно вспенивания. Опыт показал, что продолжительность вспенивания составляет не более 10 мин, а при температурах около или выше, чем 850 °С — 0,5-2,5 мин. Это позволяет использовать короткие вращательные печи.
При этих температурах длина печи производительностью 5-6 м3/ч должна составлять 25 м и иметь внутренний диаметр 1,8 м при скорости вращения 4 оборота в мин.
Конкретный температурный режим вспенивания при смене состава шихты (смене типа стеклобоя) должен корректироваться либо по данным лабораторных испытаний, либо на рабочей печи, что достаточно дорого.
За счет образования твердой корки на поверхности вспененных гранул они обладают повышенной устойчивостью, вследствие чего нет необходимости стабилизировать структуру как при производстве блочного пеностекла. В разгрузочной камере печи происходит снижение температуры на 50 °С, что является достаточным для сохранения их формы.
Упрочнение, отжиг и охлаждение производятся во вращающемся барабане, куда загружают пеностекло после вспенивания.
Затем гранулы транспортируют на виброгрохот, который устанавливают в разгрузочной камере, путем скатывания их по наклонной плоскости из печи. Мелкие гранулы проходят через решетку виброгрохота и в нагретом состоянии транспортируются обратно в печь вспенивания.
Посредством ленточного транспортера готовый продукт подают в вертикальные силосы для отжига. В силосах гранулы охлаждаются до 50 °С в течение 45-60 ч.
После охлаждения гранулы должны пройти процедуру обдирки излишек прилипшего опудри-
вателя, для чего они поступают во вращающиеся барабаны.
Очищенные таким образом гранулы поступают на наклонный грохот, где классифицируются по размерам и в сепаратор для классификации по объемной массе. Затем направляются на склад готовой продукции силосного типа.
Холодный способ
Суть холодного способа заключается во введении к тонкоизмельченному стеклу пенообразующих поверхностно-активных веществ (ПАВ) и стабилизаторов для закрепления полученной структуры. На начальном этапе осуществляется подготовка суспензии с полидисперсным зерновым составом, а именно помол стекла в жидкой среде в мельницах шарового или планетарного типа. Далее в определенной консистенции вводятся ПАВ в полученную суспензию, увеличение в объеме которой достигается поризацией, вследствие перемешивания смеси с определенной частотой. После закрепления пор стабилизаторами полученное сырье укладывается в формы и выдерживается в печи при температуре 600-700 °С. Далее для предотвращения осадки изделий необходимо понизить температуру. Заключительным этапом в получении изделия является его отжиг, необходимый для улучшения прочностных характеристик готового продукта.
Данная производственная схема предусматривает изготовление пеностекла с использованием в качестве ПАВ олеата натрия (№С18Н3302). В роли стабилизатора допускается использование растворимого или жидкого стекла, а также желатина с добавлением формалина. По мнению авторов, данная технология производства снижает стоимость готовой продукции за счет меньшего диапазона работы печей, что впоследствии сокращает энергопотребле-
< п
ф е t с
i Н
G Г сУ
0 w
n СО
1 s
У -Ь
J со
El
^ I
n °
S 3
о SS
OÜ О n
& N
П 2 S 0
s 6
r 6 c я
h о
С о
• )
if
® 4
«> n
■ T
s □
(Л У
с о
ф ф
-А. -А.
2 2
О О
л -А
(О (О
1597
№ о
г г
О О
N N
СЧ СЧ
*- г
¡г (V
U 3
> (Л
С И
со *
äi
<U ф
О % —■
о
О О
о со ГМ
ОТ (Л
.Е О
cl"
• с Ю сэ
8 * сэ ЕЕ
fe ° О) ^
т-
2: £ £
от °
Е «Я
I
iE 35
О (П ф ф
со >
ние производства и дает возможность использовать стекла разного химического состава [13].
Вспучивание в стекловаренной печи или специальном аппарате стекломассы, находящейся в вязком пластичном состоянии при одновременном газовыделении тонкоизмельченного газообразователя
Преимущество способа заключается в возможности использовать шихту с влажностью до 40 % и получении пеностекла вспениванием этой шихты в металлической форме замкнутого объема. Замкнутый объем формы позволяет получить пеностеколь-ное изделие заданной геометрической формы и размеров с плотной, но тонкой остеклованной корочкой на поверхности готового продукта. Данная технология дает возможность убрать из процесса опиловку изделий.
Технология получения пеностекла данным способом заключается в предварительном перемешивании конденсированного микрокремнезема, гидроксида натрия и воды, температура которой составляет около 80-90 °С до получения жидкого стекла в течение 10 или 15 мин в специальном реакторе. Затем в течение 10 мин полученное жидкое стекло смешивают со вспученным перлитом. Полученную шихту укладывают в металлическую форму заданного объема, при необходимости выравнивают и закрывают крышкой. Вспенивание проводят в печи при температуре 780 °С в течение часа, а отжиг производят с уменьшение температуры до 360 °С и последующим охлаждением полученного изделия на воздухе1.
Продувание стеклянного расплава воздухом или газами
Если при производстве пеностекла ставится задача выбора технологии, при которой изделия из него будут иметь сохраняющиеся на протяжении большого периода времени требуемые значения коэффициента теплопроводности, звукопроницаемости и хорошей светопропускаемости, то, как правило, выбирают метод многоструйного пропускания воздуха или других газов через толщу стекломассы [5]. Метод заключается в плавлении стекла с добавлением высоко гигроскопических веществ, таких как безводные СаО, ВаО, А1203. Затем расплавленную стекломассу охлаждают до 950-1200 °С с последующим вспениванием в емкости при многоструйном пропускании перегретого
пара той же температуры. Пузыри в расплаве механически измельчаются до диаметра 1-5 мм с толщиной их стенок от 0,05 мм до 1 мм и вспененную массу выдавливают в формы, рабочая поверхность которых покрыта специальными веществами, не позволяющими прилипать вспененному материалу к стенкам формы и отжигают путем плавного охлаждения в муфельном шкафу2.
Вспучивание размягченного стекла под вакуумом
Вспучивание размягченного стекла под вакуумом используется, если необходимо производить изделия из пеностекла с низким коэффициентом теплопроводности при такой же пористости, как у изделий из пеностекла, полученных другими способами. Это возможно за счет наличия в порах разреженного газа — гелия. Расчетный коэффициент теплопроводности у такого материала составляет приблизительно 0,2 Вт/(мК).
Метод вспучивания под вакуумом состоит из нескольких этапов. Предварительно подготовленный стекольный порошок помещают в газовую среду, находящуюся под избыточным давлением в 0,20,5 МПа, затем осуществляют тепловую обработку. Помещенное в печь стекло нагревают до температуры плавления (600-800 °С), а газ, находящийся в порах, растворяется в вязкой стекломассе. Затем избыточное давление газа через газовый вентиль стравливают, а оставшийся газ откачивают форва-куумным насосом с производительностью, дающей пенообразование за счет расширения содержащегося в стекломассе растворенного газа. Конечный этап — охлаждение вспененной массы в вакууме до стадии стеклования.
Предпочтение в использовании гелия в качестве пенообразователя объясняется тем, что он растворяется намного лучше, чем аргон и другие инертные газы3.
Также выделяют технологии производства специального пеностекла.
1 Патент РФ № 2006101087 МПК C03B 19/00. Способ изготовления долговечных водонепроницаемых пеностекла и пенопластмасс / А.А. Климов, Д.А. Климов, Е.А. Климов, Т.В. Климова; заявл. Д.А. Климов. Заявл. 2006101087/03 17.01.2006; опубл. 27.07.2007.
2 Патент РФ № 2012133789 МПК С03В 19/00. Способ получения вакуумного пеностекла / А.С. Ситников, О.С. Андриенко, О.Л. Васильева, П.В. Сухорукова; патенто-обл. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский государственный педагогический университет» (ТГПУ). Заявл. 2012133789/03 07.08. 2012; опубл. 20.02.2014.
3 Патент РФ № 2478586. Способ получения теплоизоляционного материала и шихта для его изготовления / В.А. Лотов, В.А. Кутугин; патентообл. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет». Заявл. 2011128253/03 07.07.2011; опубл. 10.04.2013.
1598
Табл. 7. Сравнительная таблица технологий производства пеностекла Table 7. Comparative table of foam glass production technologies
Способы Достоинства / Недостатки / Технологическое Готовая
производства / Advantages Disadvantages оборудование / продукция /
Production methods Technological equipment Finished products
Порошковый / Powder
Одностадийный / Single-stage
Более высокая
производительность установок, по сравнению с двухстадийным способом /
Higher plant productivity as compared with two-stage method Формы вследствие их более медленного нагревания и охлаждения имеют более продолжительный срок службы /
Longer service life of moulds due to their slower heating and cooling
Двухстадийный / Two-stage
Пеностекло получается высокого качества при хороших технико-экономических показателях /
Foam glass is obtained of high quality with good technical and economic indicators Меньший расход жаростойкой стали /
Lower heat-resistant steel consumption
Минимальное время вспенивания / Minimum foaming time Полное использование пространства отжигательной печи / Full use of annealing furnace space
Большое количество форм для одной садки вследствие весьма длительного времени отжига пеностекла / Large number of moulds for one cage due to very long foam glass annealing
Потребность в дополнительных трудоемких операциях по извлечению блоков из форм / Need for additional labor-intensive operations to extract blocks from moulds
Продолжительность перекладки изделия из печи вспенивания в печь отжига не должна превышать 3 мин / Duration of moving product from foaming furnace to annealing furnace should not exceed 3 minutes
Туннельная печь / Tunnel kiln
Туннельная печь, печь отжига (лер)/
Tunnel kiln, annealing furnace (lehr)
Блочное (плитное) пеностекло, пеностекольный щебень / Block (slab) foam glass, crushed foam glass
< DO
id е
(Л t 3
3 О M
с
о
со
y -ь J CD
^ I
n °
S 3
о s
О о
о s
" 2 СО О
Способ непрерывного вспенивания ленты пеностекла / Continuous foam glass tape foaming
Отсутствие форм / Absence of moulds Технически сложно реализуемый метод / Technically difficult to implement method
Отсутствие зоны стабилизации в печи, вследствие чего затруднена распиловка ленты пеностекла на блоки и снятие их с поддонов / Absence of furnace stabilization zone which makes it difficult to cut the foam glass tape into blocks and remove them from pallets
Конвейерная установка для непрерывного вспенивания ленты
пеностекла / Conveyor unit for continuous foam glass tape foaming
Блочное (плитное) пеностекло, микропеностекло / Block (slab) foam glass, microfoam glass
о.
r
о
О о
cd cd
l С
3
ID
Способ получения гранулированного пеностекла / Obtaining granulated foam glass
Высокий уровень механизации
и автоматизации /
High level of mechanization and
automation
Возможность получать гранулы по нескольким технологиям в зависимости от влажности пеностекольной шихты /
Необходимость использования связующих и опудривающих компонентов / Need for binders and dusting components
Вращающаяся печь,
тарельчатый гранулятор / Rotary kiln, plate granulator
Гранулированное пеностекло /
Granulated foam glass
«> DO
■ T
s □
s У с о ID * 1 1 •Ni0
M 2
О О
л -А
(О (О
1599
Продолжение табл. 7
Способы производства / Production methods
Достоинства / Advantages
Недостатки / Disadvantages
Технологическое оборудование / Technological equipment
Готовая продукция/ Finished products
Possibility to obtain granules using several technologies depending on moisture content in foam glass mixture
№ О
О О
N N
N N
Холодный / Cold method
Возможность использования стекол различного химического состава /
Possibility of using glasses of various chemical composition Отсутствие необходимости использования специального гранулята /
No need to use special granulated material
Возможен выпуск изделий сложных форм / Possible production of complicated geometry products Возможна утилизация стеклобоя /
Cullet recycling is possible Сравнительно небольшие затраты энергии / Relatively small energy costs
Необходимость использования ПАВ и стабилизаторов / Need for using surfactants and stabilizers В процессе обжига изделие дает усадку до 50 % по объему / During firing process, product shrinks up to 50 % by volume Изделия имеют большую плотность (800-1100 кг/м3) / Products have high density (800 to 1100 kg/m3)
Шаровая или планетарная мельницы, печь отжига (лер) / Ball or planetary mills, annealing furnace (lehr)
Блочное (плитное) пеностекло, фасонные изделия / Block (slab) foam glass, shaped products
> (Л
с и m *
<u ф
о 8
Вспучивание стекломассы в вязком пластичном состоянии при одновременном газовыделении / Glass melt swelling in viscous plastic state with simultaneous gas emission
Возможность использования шихты с влажностью до 40 % / Possibility of using mixture with humidity up to 40 % Получение пеностекла заданной геометрической формы и размерами благодаря замкнутому объему формы / Obtaining foam glass product of given geometry and size due to closed volume of mould Нет необходимости в опиловке изделий /
No need for filing products
CO CO
.E о
DL О
• с
Ю СЭ
S rä
сэ ЕЕ
fe °
СП ^ т-
СО
от >
о
Необходимость тонкого помола трудноразмалываемого перлита в среде мягкой кремнеземистой породы /
Need for fine grinding of hard-to-grind perlite in medium of soft siliceous rock
Большая температура вспенивания шихты (800-850 °С) / High mixture foaming temperature (800 to 850 °C)
Высокая плотность получаемого пеностекла (до 400 кг/м3) / High obtained foam glass density (up to 400 kg/m3)
Туннельная печь / Tunnel kiln
Блочное (плитное), фасонные изделия / Block (slab) foam glass, shaped products
Продувание стекломассы воздухом или газами / Blowing glass melt with air or gases
U (Л ф Ф
to >
Сохраняющиеся на протяжении большого периода времени требуемые значения коэффициента теплопроводности, звукопроницаемости и хорошей светопропускаемости / Required values of coefficient of thermal conductivity, sound permeability and good light transmit-tance persist over a long time
Не обеспечивает получение пеностекла с равномерной структурой / Does not provide foam glass with uniform structure
Печь, термоизоляционный шкаф / Furnace,
insulating cabinet
Блочное (плитное) пеностекло, пеностекольный щебень / Block (slab) foam glass, crushed foam glass
1600
Окончание табл. 7
Способы Достоинства / Недостатки / Технологическое Готовая
производства / Advantages Disadvantages оборудование/ продукция /
Production methods Technological equipment Finished products
Вспучивание Изделия из пеностекла Сохранение Автоклав Блочное
стекломассы под получаются с низким пониженного давления с газовым (плитное)
вакуумом / Glass коэффициентом газа в материале с редуктором / пеностекло,
melt swelling under теплопроводности при такой открытой пористостью Autoclave with фасонные
vacuum же пористости, как у изделий проблематично / gas pressure изделия /
из пеностекла, полученных Maintaining low gas regulator Block (slab)
другими способами / pressure in material with foam glass,
Foam glass products are obtained open porosity is prob- shaped products
with low coefficient of thermal lematic
conductivity with the same Теплозащитные
porosity as foam glass products свойства материала
obtained by other methods легко нарушаются при повреждении упаковочной барьерной оболочки / Heat-shielding properties of material are easily violated when package barrier shell is damaged Невысокая пористость / Low porosity
Технология производства бесщелочного пеностекла отличается от технологии теплоизоляционного повышенной температурой (1020-1080 °С) вспенивания бесщелочного стекла в печи. Вспенивание проводят в формах из жаростойкой стали.
Изделия из высококремнеземистого пеностекла (пеносил) производят как в виде пластин, так и более сложной формы. Для производства пено-стекольных пластин в качестве полуфабриката используют брикетированную шихту, которую укладывают на металлические поддоны в этажерочную печь. В печи полуфабрикат нагревают от комнатной температуры до 1370-1420 °С.
По результатам проведенного анализа различных технологий производства пеностекла были выявлены достоинства и недостатки каждой из технологий, используемое технологическое оборудование и возможная получаемая продукция. Сравнительный анализ представлен в табл. 7.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
На основании проведенного литературного обзора были выделены возможные классификации пе-ностекольной продукции, представленные другими авторами в различных работах. Предложена наиболее актуальная, на наш взгляд, классификация в зависимости от области применения материала.
Рассмотрев основные свойства пеностекла, можно сделать вывод, что оно не уступает по теплоизоляционным характеристикам аналогичным материалам, а в некоторых случаях превосходит их. Стоит также отметить, что применение пеностекла не ограничивается теплоизоляцией. Данный материал может использоваться и в узких областях, что обеспечивается такими свойствами, как огнестойкость, звукоизоляция и звукопоглощение, влагостойкость для влагозащитного пеностекла, большое водопоглощение для фильтрующего и сорбционного пеностекла.
В ходе анализа возможных сырьевых компонентов были выявлены достоинства и недостатки стекол и газообразователей, а также рассмотрено их влияние на технологию производства пеностекла и свойства готового изделия. Так, например, применение того или иного вида газообразователей определяет характер пор и область применения пеностекла. В связи с этим проведено сравнение газообразователей в зависимости от температуры вспенивания и характера пористости. Известно, что для получения гранулированного пеностекла необходимыми дополнительными компонентами шихты являются связующие и опудривающие материалы, представленные в статье, которые улучшают гра-нулообразование на стадии формования сырцовых гранул и предотвращают их слипание в процессе вспенивания.
< п
ф е t с
Î.Ï
G Г сУ
0 œ
n СО
1 s
y -Ь
J со
^ I
n °
S 3
0 SS
01 П )
сn t —
П 2 S 0
5 4
С о
• )
if
® 4
«> n
■ £
s У
с о
Ф f
-А. -А.
M 2
О О
л л
(О (О
1601
На основании собранных данных о технологиях получения пеностекла были выделены их достоинства и недостатки, рассмотрены варианты получаемых готовых изделий и отмечено основное технологическое оборудование по каждой технологии. Результаты приведены в табл. 7.
В условиях современного рыночного спроса на теплоизоляционные материалы и жесткие требова-
ния, предъявляемые к ним, наиболее целесообразно производить гранулированное пеностекло мокрым способом. Среди преимуществ данной технологии можно выделить ускоренный помол стекла в жидких средах, снижение температуры пенообразования, расширение интервала температур структурообра-зования, устранение пылевыделения, что позволяет снизить себестоимость готового продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коротков Е.А., Иванов К.С. Пеностекло в дорожном строительстве — новое направление использования материала // Вестник МАДИ. 2016. Вып. 1 (44). С. 4-6.
2. Грешнов В.А. Пеностекло как перспективный теплоизоляционный материал // Сб. науч. статей по итогам четвертой Междунар. науч. конф. Часть 1. 2019. С. 233-234.
3. Овчинникова А.П., Кузьмичева И.Г., Ишу-тин А.А. Пеностекло. Материал будущего // Наука сегодня: история и современность : Междунар.
® 5 науч.-практ. конф. г. Вологда, 25 октября 2017 г.: §§ в 2-х частях. Часть 1. Вологда : ООО «Маркер», С!2 р," 2017. С. 58-59.
4. Китайгородский И.И., Михайлова-Богдан-^ ская З.А. Пеностекло, его свойства, производство
Е — и применение. М. : Промстройиздат, 1956. С. 3-28.
5. Справочник по производству стекла / под £ ш ред. заслуж. деятеля науки и техники РСФСР д-ра 2 Ц техн. наук проф. И.И. Китайгородского и канд. техн. |2 5 наук доц. С.И. Сильвестровича. М. : Госстройиздат, Л • 1963. С. 487-496.
ф Ф
.Е^ 6. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск : Изд-во
С
О ф «Наука и техника», 1975. С. 9-26.
0 7. Кетов А.А. Перспективы пеностекла в жи-с§ < лищном строительстве // Строительные материалы.
| "О
§ 5 2016. С. 79-81.
со
сч § 8. Мелконян Р.Г., Суворова О.В., Макаров Д.В.,
^ Манакова Н.К. Производство стеклообразных пено-
— материалов: проблемы и решения // Вестник Коль-
1 о ского научного центра РАН. 2018. С. 133-139. DOI: £" 10.25702/^0.2307.5228.2018.10.1.133.156
со 9. Ивко С.А., Чернышов К.Ю., Бринцев А.Н.,
9 § Кузнецова О.В. Производство пеностекла на основе
§ ° ресурсосберегающей технологии для теплоизоляции
2 ^ и реконструкции зданий и сооружений // ЮРГПУ $ ! (НПИ). 2015. С. 53-56.
• ^г 10. Никонов А.С. Разработка теплоизоляцией ^ онного материала с высокими эксплуатационными «| О свойствами из отходов листового стекла : автореф. | дис. ... канд. техн. наук. 2017.
х с 11. Ивлева И.А., Бушуева Н.П., Панова О.А. н ^
о ю Технология материалов. 2014. С. 33-45. и >
12. Иванова М.С., Иваненко А.В. Пеностекло — перспективный материал современности // Университетская наука. 2017. № 2 (4). С. 58-60.
13. Чернов А.Д., Безверхова Е.О., Семенов В.С. Оптимизации технологий производства пеностекла с учетом экономических показателей // Строительство — формирование среды жизнедеятельности : XXI Междунар. науч. конф. : сб. мат. сем. «Молодежные инновации». г. Москва, 25-27 апреля 2018 г. М. : Изд-во МИСИ-МГСУ, 2018. С. 193-195.
14. Осипов А.Н. Энергоэффективный, пожаробезопасный теплоизоляционный материал — пеностекло // Кровельные и изоляционные материалы. 2013. № 2. С. 17-18.
15. Семейных Н.С., Сопегин Г.В. Анализ использования различных сырьевых компонентов в производстве гранулированного пеностекла // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8. № 2. С. 60-74. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.1.05
16. Сопегин Г.В., Семейных Н.С. Подготовка исходных компонентов шихты в производстве гранулированного пеностекла // Master's Journal. 2016. № 2. С. 44-54.
17. Орлов А.Д. Оптимизированная одностадийная технология гранулированного пеностекла на основе низкотемпературного синтеза стеклофазы // Строительные материалы. 2015. С. 24-26.
18. Местников А.Е., Павлов Д.Г. Возможности производства гранулированного пеностекольного материала в условиях Якутии // Современные тенденции развития науки и технологий. 2016. № 1-8. С. 32-35.
19. Мелконян Р.Г., Манакова Н.К., Суворова О.В., Макаров Д.В. Вспененные стекловидные материалы из горных пород и техногенного сырья // Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. 2018. Вып. 2. Ч. 2. С. 873-876.
20. Анощенко Н.П., Грехов П.И. Пеностекло — эффективный теплоизоляционный материал в строительстве // Проблемы и перспективы развития инженерно-строительной науки и образования : сб.
1602
ст. по мат. II Всероссийской науч.-практ. конф., Курган, 20 сентября 2018 г. Курган : Изд-во Курганской ГСХА, 2018. С. 52-55.
21. Жуков А.Д. Технология теплоизоляционных материалов. Ч. 1. Теплоизоляционные материалы. Производство теплоизоляционных материалов. М. : Моск. гос. строит. ун-т., 2011. С. 291-310.
22. Демидович Б.К., Садченко Н.П. Пеностекло — технология и применение // Промышленность строительных материалов. Сер. 9. Стекольная промышленность. Аналитический обзор / ВННЭСМ. М., 1990. С. 1-33.
23. Давидюк А.Н. Конструкционно-теплоизоляционные легкие бетоны на стекловидных пористых заполнителях : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. 2010. С. 6-25.
24. Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. М. : Стройиздат, 1970. С. 136-147.
25. Бессмертный В.С., Пучка О.В., Крахт В.Б., Бахмутская О.Н., Выскребенец Л.Н., Зимовина Н.Н. Пеностекло с защитно-декоративным покрытием // Фундаментальные исследования. 2009. № 1. С. 17-18
26. Гольцман Б.М. Разработка технологии пе-ностекольных материалов с использованием шлаковых отходов ТЭС и глицериновой порообразую-щей смеси : автореф. дис. .канд. техн. наук. 2016. С. 4-21.
27. Бурученко А.Е., Середкин А.А., Лапушо-ва Л.А. Теплоизоляционный экологически безопасный материал для нефтегазовой отрасли на основе отходов теплоэнергетики // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2013. С. 37-41.
28. Мелконян Р.Г., Казьмина О.В. Использование отходов горной промышленности для изготовления пеностекла и пеноматериалов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. С. 547-570.
29. Карпенко М.А., Тихомирова И.Н. Эффективный тепло- и звукоизоляционный материал на основе гранулированного пеностекла и минерального связующего // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31. № 3. С. 43-45.
30. Карпенко М.А., Тихомирова И.Н. Оптимизация составов теплоизоляционного материала на основе гранулированного пеностекла // Успехи в химии и химической технологии. 2018. Т. 32. № 2. С. 86-88.
31. Пыжов А.М., Кукушкин И.К., Стрелкова А.В., Пожидаев О.В., Янова М.А., Попов Я.С., и др. Отходы производства тротила в качестве эффективного сырья для получения пеностекла // Вестник Самарского государственного университета. Естественнонаучная серия. 2014. С. 168-174.
32. Орлов А.Д. Пеностеклокерамика из минерального сырья: новая одностадийная технология
«Термогран» на основе низкотемпературного синтеза стеклофазы и ее перспективы // Вестник НИЦ «Строительство». 2014. С. 42-43.
33. Казьмина О.В., Верещагин В.И., Сему-хин Б.С., Абияка А.Н. Низкотемпературный синтез стеклогранулята из шихт на основе кремнеземсо-держащих компонентов для получения пеноматериалов // Стекло и керамика. 2009. № 10. С. 5-8.
34. Шутов А.И., Воля П.А., Мосьпан В.И., Алексеев С.В. Пеностекло. Белгород : Изд-во БГТУ, 2009. С. 4-29.
35. Шилл Ф. Пеностекло (производство и применение). М. : Стройиздат, 1965. С. 7-85.
36. Гулоян Ю.А., Голозубов О.А. Справочник молодого рабочего по производству и обработке стекла и стеклоизделий. М. : Высш. шк., 1989. С. 40-48.
37. Попов М.Ю., Закревская Л.В., Ваганов В.Е. Новые легкие теплоизоляционные бетоны на основе пеностекла // Строительство, материаловедение, машиностроение. 2012. № 64. С. 366-370.
38. Попов М.Ю. Подбор состава легких бетонов на реакционноспособных пористых заполнителях // Научное обозрение. 2015. № 16. С. 162-167.
39. Janetti M.B., Plaz T., Ochs F., Klesnil O., ^ щ Feist W. Thermal conductivity of foam glass gravels: $ с a comparison between experimental data and numeri- i í cal results // Energy Procedia. 2015. Vol. 78. Pp. 3258- M к 3263. DOI: 10.1016/j.egypro.2015.11.713 S 3
40. Сопегин Г.В., Семейных Н.С., Федосе- U О
ев А.В. Оценка физико-механических свойств по- —
ристых заполнителей для легких бетонов // Вестник n S
МГСУ. 2018. Т. 13. № 2 (113). С. 203-212. DOI: y 1
10.22227/1997-0935.2018.2.203-212 o 9
u 7
41. Сопегин Г.В., Семейных Н.С. Исследование | 0 влияния комплексной добавки на течение щелочно- — 3
О Ol
силикатнои реакции в легких бетонах на основе гра- — р
нулированного пеностекла // Вестник Пермского на- | t
ционального исследовательского политехнического > S
университета. Прикладная экология. Урбанисти- i N
ка. 2018. № 3 (31). С. 68-78. DOI: 10.15593/2409- |' 2
5125/2018.03.06 | g
— 1
42. Смолий В.А., Косарев А.С., Яценко Е.А. > §
Разработка технологии легких бетонов с пористым i о
золошлаковым заполнителем // Научный альма- С I
нах. 2016. № 11-2 (25). С. 233-236. DOI: 10.17117/ > |
Ф ф
na.2016.11.02.233 • •
43. ПоповМ.Ю., Петрунин С.Ю., Ваганов В.Е., о О Закревская Л.В. Легкие бетоны на основе пеностек- ^ Ш ла, модифицированные наноструктурами // Нанотех- ш 4 нологии в строительстве: научный интернет-журнал. 4 щ 2012. № 6. С. 41-56. ¿Та
44. Toniolo N., Rincón A., Avadhut Y.S., Hart- U С mann M., Bernardo E., Boccaccini A.R. Novel geo- Ш Ш polymers incorporating red mud and waste glass cullet // Ш Ш Materials Letters. 2018. Vol. 219. Pp. 152-154. DOI: g g 10.1016/j.matlet.2018.02.061 9 9
1603
45. Kazmina O.V., Tokareva A.Y., Vereshcha-gin V.I. Using quartzofeldspathic waste to obtain foamed glass material // Resource-Efficient Technologies. 2016. Vol. 2. Issue 1. Pp. 23-29. DOI: 10.1016/j. reffit.2016.05.001
46. Souza M.T., Maia B.G.O., Teixeira L.B., de Oliveira K.G., Teixeira A.H.B., de Oliveira A.P.N. Glass foams produced from glass bottles and eggshell wastes // Process Safety and Environmental Protection. 2017. Vol. 111. Pp. 60-64. DOI: 10.1016/j.psep.2017.06.011
47. Rincón A., Giacomello G., Pasetto M., Bernardo E. Novel 'inorganic gel casting' process for the manufacturing of glass foams // Journal of the European Ceramic Society. 2017. Vol. 37. Issue 5. Pp. 2227-2234. DOI: 10.1016/jjeurceramsoc.2017.01.012
48. Roberz F., Loonen R.C.G.M., Hoes P., Hensen J.L.M. Ultra-lightweight concrete: Energy and comfort performance evaluation in relation to buildings with low and high thermal mass // Energy and Buildings. 2017. Vol. 138. Pp. 432-442. DOI: 10.1016/j.en-build.2016.12.049
49. Bumanis G., Bajare D., Locs J., Korjakins A. Alkali-silica reactivity of foam glass granules in structure of lightweight concrete // Construction and Building
on о Materials. 2013. Vol. 47. Pp. 274-281. DOI: 10.1016/j. o o conbuildmat.2013.05.049
C>1 50. König J., Petersen R.R., Yue Y., Suvorov D. i- Gas-releasing reactions in foam-glass formation using о 3 carbon and MnxO as the foaming agents // Ceramics с « International. 2017. Vol. 43. Issue 5. Pp. 4638-4646. J ^ DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.12.133 ^ Ф 51. König J., Petersen R.R., Iversen N., Yue Y.
2 E Suppressing the effect of cullet composition on the forts J mation and properties of foamed glass // Ceramics In-д > ternational. 2018. Vol. 44. Issue 10. Pp. 11143-11150. £ h DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.03.130 ^ о 52. Vaganov V., Popov M., Korjakins A., Sah-
q menko G. Effect of CNT on Microstructure and Minas ij eralogical Composition of Lightweight Concrete 4 "g with Granulated Foam Glass // Procedia Engineering. 8 £ 2017. Vol. 172. Pp. 1204-1211. DOI: 10.1016/j.pro-
z | eng.2017.02.141
со У 0
22 53. Zhou H., Brooks A.L. Thermal and mechani-
^ § cal properties of structural lightweight concrete contain-
cl ^ ing lightweight aggregates and fly-ash cenospheres //
8 ° Construction and Building Materials. 2019. Vol. 198.
0 E Pp. 512-526. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.11.074 cd ° 54. Баженов Ю.М. Технология бетона. М. :
- ^ Изд-во ACB, 2003. 500 с.
Z £
ся с 55. Barbosa A.R., Lopes A.S., Monteiro R.C.,
(Л °
— 2 Castro F. Glass foams from cathode ray tubes // Spe-Э cial Issue on Polymers and Composites. 2015. Vol. 27.
Pp. 1-6.
¡¿ S 56. Monich P.R., Romero A.R., Hollen D., Ber-
1 nardo E. Porous glass-ceramics from alkali activation о 'S and sinter-crystallization of mixtures of waste glass and ш ;> residues from plasma processing of municipal solid
waste // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 188. Pp. 871-878. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.03.167
57. Rincon A., Desideri D., Bernardo E. Functional glass-ceramic foams from 'inorganic gel casting' and sintering of glass/slag mixtures // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 187. Pp. 250-256. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.03.065
58. Domagaia L. The effect of lightweight aggregate water absorption on the reduction of water-cement ratio in fresh concrete // Procedia Engineering. 2015. Vol. 108. Pp. 206-213. DOI: 10.1016/j.pro-eng.2015.06.139
59. Gunawan P., Setiono. Foamed lightweight concrete tech using galvalum Az 150 fiber // Procedia Engineering. 2014. Vol. 95. Pp. 433-441. DOI: 10.1016/j.proeng.2014.12.203
60. Иванова С.М. Композиционный цементный пеностеклобетон : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Челябинск, 2005. C. 22.
61. Пузанов С.И. Особенности использования материалов на основе стеклобоя как заполнителей портландцементного бетона // Строительные материалы. 2007. № 7. С. 12-15.
62. Вайсман Я.И., Кетов А.А., Кетов П.А. Научные и технологические аспекты производства пеностекла // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 2. С. 214-221.
63. Минько Н.И., Пучка О.В., Евтушенко Е.И., Нарцев В.М., Сергеев С.В. Пеностекло — современный эффективный неорганический теплоизоляционный материал // Фундаментальные исследования.
2013. № 6-4. С. 849-854.
64. Ремизова В.М., Сидорук А.А. Пеностекло — теплоизоляционный материал для строительства // Университетская наука. 2016. № 1. С. 76-78.
65. Mugoni C., Montorsi M., Siligardi C., An-dreola F., Lancellotti I., Bernardo E. et al. Design of glass foams with low environmental impact // Ceramics International. 2015. Vol. 41. Issue 3. Pp. 3400-3408. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.10.127
66. Suzuki M., Tanaka T., Yamasaki N. Use of hydrothermal reactions for slag/glass recycling to fabricate porous materials // Current Opinion in Chemical Engineering. 2014. Vol. 3. Pp. 7-12. DOI: 10.1016/j. coche.2013.08.006
67. Казьмина О.В., Верещашин В.И., Аби-яка А.Н. Пеностеклокристаллические материалы на основе природного и техногенного сырья. Томск,
2014. C. 246.
68. Казьмина О.В., Душкина М.А. Влияние железосодержащих добавок на процесс получения пеностеклокристаллических материалов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2014. Т. 57. № 11. С. 54-57.
69. Казьмина О.В., Душкина М.А., Верещагин В.И., Волланд С.Н. Использование дисперсных отсевов строительных песков для получения пено-
1604
стеклокристаллических материалов // Строительные материалы. 2014. № 1-2. С. 93-97.
70. Ding L., Ning W., Wang Q., Shi D., Luo L. Preparation and characterization of glass-ceramic foams from blast furnace slag and waste glass // Materials Letters. 2015. Vol. 141. Pp. 327-329. DOI: 10.1016/j.mat-let.2014.11.122
71. Кетов А.А., Пузанов И.С., Саулин Д.В. Опыт производства пеностеклянных материалов из стеклобоя // Строительные материалы. 2007. № 3. С. 70-72.
72. Limbachiya M., Meddah M.S., Fotiadou S. Performance of granulated foam glass concrete // Construction and Building Materials. 2012. Vol. 28. Issue 1. Pp. 759-768. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.10.052
73. Bernardo E., Cedro R., Florean M., Hreg-lich S. Reutilization and stabilization of wastes by the production of glass foams // Ceramics International. 2006. Vol. 33. Issue 6. Pp. 963-968. DOI: 10.1016/j. ceramint.2006.02.010
74. Касимов А.А., Касимов Р.Г. Перспективы развития и применения конструктивного керамзи-тобетона // Интеграция современных научных исследований в развитие общества : Междунар. науч.-практ. конф., Кемерово, 28-29 декабря 2016 г. Кемерово, 2016. Т. 2. С. 44-48.
Поступила в редакцию 2 августа 2019 г. Принята в доработанном виде 15 ноября 2019 г. Одобрена для публикации 29 ноября 2019 г.
75. Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. М. : Высш. шк., 1991. C. 272.
76. Петросян П.А., Саакян Э.Р., Восканян А.Л., Восканян Р.Л. Разработка конструкционных пено-стекло-гранулятобетонов // Технологии бетонов. 2006. № 2. С. 12-14.
77. Лотов В.А., Кривепкова Е.В. Кинетика процесса формирования пористой структуры пеностекла // Стекло и керамика. 2002. № 3. С. 14-17.
78. Погребинский Г.М., Искоренко Г.И. Гранулированное пеностекло как перспективный теплоизоляционный материал // Строительные материалы. 2003. № 3. С. 28-29.
79. Rivard P., Saint-Pierre F. Assessing alkali-silica reaction damage to concrete with non-destructive methods: From the lab to the field // Construction and Building Materials. 2009. Vol. 23. Issue 2. Pp. 902-909. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.04.013
80. König J., Nemanic V., Zumer M., Petersen R.R., Ostergaard M.B., Yue Y. et al. Evaluation of the contributions to the effective thermal conductivity of an open-porous-type foamed glass // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 214. Pp. 337-343. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.04.109
Об авторах: Георгий Владимирович Сопегин — аспирант кафедры строительного инжиниринга и материаловедения; Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ); 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29; SPIN-код: 3719-7232; sp.georg@yahoo.com;
Диана Чингизовна Рустамова — студентка кафедры строительного инжиниринга и материаловедения; Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ); 614990, г Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29; diana.rustamova81@gmail.com;
Сергей Михайлович Федосеев — студент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения; Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ); 614990, г Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29; fedoseew.sereja2016@yandex.ru.
REFERENCES
1. Korotkov E.A., Ivanov K.S. Foam glass in road construction — a new direction for material application. VestnikMADI. 2016; 1(44):4-6. (rus.).
2. Greshnov V.A. Foam glass as a promising insulation material. Collection of scientific articles on the basis of the fourth International Scientific Conference, part 1. 2019; 233-234. (rus.).
3. Ovchinnikova A.P., Kuz'micheva I.G., Ishu-tin A.A. Foam glass. Material of the future. International scientific-practical conference "Science today:
history and modernity". Vologda, October 25, 2017: in 2 parts. Part 1. Vologda, LLC "Marker", 2017; 5859. (rus.).
4. Kitaygorodskiy I.I., Mikhaylova-Bogdanska-ya Z.A. Foam glass, its properties, production and application. Moscow, Promstroyizdat Publ., 1956; 3-28. (rus.).
5. Appen A.A., Aslanova M.S., Amosov N.I. et al. Glass Production Handbook. Moscow, State Publishing House of Architecture and Urban Planning, 1963; 487-496. (rus.).
< DO
<d е
t с
i H
G Г сУ
0 со
n CO
1 S
У -b
J to
El
^ I
n °
S> 3
о SS
OÜ О n
О SSS " 2
co
0
1
co co О О
о. A
С о
• )
if
® 4
«> DO ■ T
s У с о f f -А. -А.
о о
л -А
(О (О
1605
6. Demidovich B.K. Foam glass. Science and Technique. 1975; 9-26. (rus.).
7. Ketov A.A. Prospects of Foam Glass in Housing Construction. Construction Materials. 2016; 7981. (rus.).
8. Melkonyan R.G., Suvorova O.V., Ma-karov D.V., Manakova N.K. Vitreous foamed materials: challenges of production and solutions. Bulletin of the Kola Science Center RAS. 2018; 133-139. DOI: 10.25702/KSC.2307.5228.2018.10.1.133.156 (rus.).
9. Ivko S.A., Chernyshov K.Yu., Brintsev A.N., Kuznetsova O.V. The production of foamed glass on the basis of resourse-saving technologies for thermal insulation and reconstruction buildings and structures. SRSPU (NPI). 2015; 53-56. (rus.).
10. Nikonov A.S. Development of heat-insulating material with high performance properties from flat glass waste : abstract of diss. ... cand. of technical sciences. 2017. (rus.).
11. Ivleva I.A., Bushueva N.P., Panova O.A. Material technology. Tutorial. 2014; 33-45. (rus.).
12. Ivanova M.S., Ivanenko A.V. Foamed glass is a promising material of our time. University Science. 2017; 2(4):58-60. (rus.).
13. Chernov A.D., Bezverkhova E.O., Sees o menov V.S. Optimization of foam glass production
technologies taking into account economic indicators. Construction — the formation of living environment: O 3 XXI Int. scientific conf. on advanced in civil engeneer-c J2 ing: mat. sem. "Youth Innovation", Moscow, April 25-to * 27, 2018. Moscow, Publishing House MISI — MGSU, * 0 2018; 193-195. (rus.).
2 H 14. Osipov A.N. Energy-efficient, fireproof ther-
l2 75 mal insulation material — foam glass. Roofing and insulation materials. 2013; 2:17-18. (rus.). c § 15. Semeynykh N.S., Sopegin G.V. Analysis of
q using different raw materials of production of granu-o ¡g lated foam glass. Bulletin of Perm National Research to < Polytechnic University. Construction and Architecture. g c 2017; 8(2):60-74. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.1. S § 05 (rus.).
^ tj 16. Sopegin G.V., Semeynykh N.S. Preparation
22 .t of initial components in the production of granulated S o foamed glass. Master's Journal. 2016; 2:44-54. (rus.).
c 17. Orlov A.D. Optimization of one-stage technol-
co ogy of granulated foam glass on the basis of low-tem-
9 £ perature synthesis of glass phase. Construction Materiel als. 2015; 24-26. (rus.).
j= 18. Mestnikov A.E., Pavlov D.G. Possibilities for
^ § the production of granular foam glass material in the T ^ conditions of Yakutia. Modern Trends in the Develop-y 3 ment of Science and Technology. 2016; 1(8):32-35. ■I o 19. Melkonyan R.G., Manakova N.K., Suvoro-
¥ va O.V., Makarov D.V. Spanished glass materials from x c mineral rocks and technogenic raw materials. Proceed-O | ings of the Kola Science Center RAS. Chemistry and
10 > Materials Science. 2018; 2(2):873-876. (rus.).
20. Anoshchenko N.P., Grekhov P.I. Foamed glass is effective heat-insulating materials in construction. Problems and prospects for the development of engineering and construction science and education : proceedings of articles on the materials of the II All-Russian scientific and practical conference. Kurgan, September 20, 2018. Kurgan, Publishing House of the Kurgan State Agricultural Academy, 2018; 52-55. (rus.).
21. Zhukov A.D. Technology of thermal insulation materials: a training manual. Part 1. Thermal insulation materials. Production of thermal insulation materials. Moscow, Moscow State University of Civil Engineering, 2011; 291-310. (rus.).
22. Demidovich B.K., Sadchenko N.P. Foam glass — technology and application. Building materials industry. Ser. 9. Glass industry. Analytical review / VNIIESM. Moscow, 1990; 1-33. (rus.).
23. Davidyuk A.N. Structural and heat-insulating lightweight concrete based on glass porous aggregates : abstract of diss. ... doctor of technical sciences. 2010; 6-25. (rus.).
24. Kitaytsev V.A. Thermal insulation technology. Moscow, Stroyizdat Publ., 1970; 136-147. (rus.).
25. Immortal V.S., Puchka O.V., Kracht V.B., Bakhmutskaya O.N., Vyskrebenets L.N., Zimovi-na N.N. Foam glass with a protective and decorative coating. Fundamental Research. 2009; 1:17-18. (rus.).
26. Gol'tsman B.M. Development of technology for foam glass materials using slag waste from thermal power plants and glycerin pore-forming mixture : abstract of diss. . candidate of technical sciences. 2016; 4-21. (rus.).
27. Buruchenko A.E., Seredkin A.A., Lapusho-va L.A. Thermally insulating environmentally friendly material for the oil and gas industry based on waste heat energy. Environmental Protection in the Oil and Gas Sector. 2013; 37-41. (rus.).
28. Melkonyan R.G., Kaz'mina O.V. Use of mining waste for the manufacture of foam glass and foams. Mountain Information Analytical Bulletin. 2014; 547570. (rus.).
29. Karpenko M.A., Tikhomirova I.N. Effective heat-and sound insulating material based on granulated foamglass and mineral biding. Advances in Chemistry and Chemical Technology. 2017; 31(3):43-45. (rus.).
30. Karpenko M.A., Tikhomirova I.N. Optimization of compositions of heat-insulating material based on granulated foamglass. Advances in Chemistry and Chemical Technology. 2018; 32(2):86-88. (rus.).
31. Pyzhov A.M., Kukushkin I.K., Strelkova A.V., Pozhidaev O.V., Yanova M.A., Popov Ya.S., et. al. TNT production waste as an effective raw material for foam glass production. Bulletin of Samara State University. Natural Science Series. 2014; 168-174. (rus.).
32. Orlov A.D. Foam glass ceramic from mineral raw materials: the new one-stage Thermogran technology based on low-temperature synthesis of glass phase
1606
and its prospects. Bulletin of Science and Research Center "Stroytelstvo". 2014; 42-43. (rus.).
33. Kaz'mina O.V., Vereshchagin V.I., Semukh-in B.S., Abiyaka A.N. Low-temperature synthesis of glass granulate from mixtures based on silica-containing components to obtain foams. Glass and Ceramics. 2009; 10:5-8. (rus.).
34. Shutov A.I., Volya P.A., Mos'pan V.I., Alek-seev S.V. Foam glass. Belgorod, BSTU Publishing House, 2009; 4-29. (rus.).
35. Shill F. Foam glass (production and application). Moscow, Stroyizdat Publ., 1965; 7-85. (rus.).
36. Guloyan Yu.A., Golozubov O.A. Handbook of a young worker for the production and processing of glass and glass products. Moscow, Higher School Publ., 1989; 40-48. (rus.).
37. Popov M.Yu., Zakrevskaya L.V., Vagan-ov V.E. New lightweight heat-insulating concrete based on foam glass. Construction, Materials Science, Mechanical Engineering. 2012; 64:366-370. (rus.).
38. Popov M.Yu. Selection of lightweight concrete compositions with reactive porous aggregates. Science Review. 2015; 16:162-167. (rus.).
39. Janetti M.B., Plaz T., Ochs F., Klesnil O., Feist W. Thermal conductivity of foam glass gravels: a comparison between experimental data and numerical results. EnergyProcedia. 2015; 78:3258-3263. DOI: 10.1016/j.egypro.2015.11.713
40. Sopegin G.V., Semeynykh N.S., Fedose-yev A.V. Evaluation of physical and mechanical properties of porous aggregates for lightweight concrete. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2018; 2(113):203-212. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.2.203-212 (rus.).
41. Sopegin G.V., Semeynykh N.S. Investigation of the influence of complex additive on the degree of alkali-silica reaction course in lightweight concrete based on granulated foam glass. PNRPUBulletin. Urban development. 2018; 3:68-78. DOI: 10.15593/24095125/2018.03.06 (rus.).
42. Smoliy V.A., Kosarev A.S., Yatsenko E.A. Development of technology of light concrete with porous slag filler. Science Almanac. 2016; 11-2(25):233-236. DOI: 10.17117/na.2016.11.02.233 (rus.).
43. Popov M.Yu., Petrunin S.Yu., Vaganov V.E., Zakrevskaya L.V. The lightweight granulated foam glass concrete modified by nanostructures. Nanotech-nologies in Construction: a Scientific Internet-Journal. 2012; 6:41-56. (rus.).
44. Toniolo N., Rincón A., Avadhut Y.S., Hartmann M., Bernardo E., Boccaccini A.R. Novel geo-polymers incorporating red mud and waste glass cullet. Materials Letters. 2018; 219:152-154. DOI: 10.1016/j. matlet.2018.02.061
45. Kazmina O.V., Tokareva A.Y., Vereshchagin V.I. Using quartzofeldspathic waste to obtain foamed glass material. Resource-Efficient Tech-
nologies. 2016; 2(1):23-29. DOI: 10.1016/j.ref-fit.2016.05.001
46. Souza M.T., Maia B.G.O., Teixeira L.B., de Oliveira K.G., Teixeira A.H.B., de Oliveira A.P.N. Glass foams produced from glass bottles and eggshell wastes. Process Safety and Environmental Protection. 2017; 111:60-64. DOI: 10.1016/j.psep.2017.06.011
47. Rincón A., Giacomello G., Pasetto M., Bernardo E. Novel 'inorganic gel casting' process for the manufacturing of glass foams. Journal of the European Ceramic Society. 2017; 37(5):2227-2234. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.01.012
48. Roberz F., Loonen R.C.G.M., Hoes P., Hensen J.L.M. Ultra-lightweight concrete: Energy and comfort performance evaluation in relation to buildings with low and high thermal mass. Energy and Buildings. 2017; 138:432-442. DOI: 10.1016/j.en-build.2016.12.049
49. Bumanis G., Bajare D., Locs J., Korjakins A. Alkali-silica reactivity of foam glass granules in structure of lightweight concrete. Construction and Building Materials. 2013; 47:274-281. DOI: 10.1016/j.conbuild-mat.2013.05.049
50. König J., Petersen R.R., Yue Y., Suvorov D. Gas-releasing reactions in foam-glass formation using < n carbon and MnxO as the foaming agents. Ceramics $ c International. 2017; 43(5):4638-4646. DOI: 10.1016/j. i i ceramint.2016.12.133 MM K
51. König J., Petersen R.R., Iversen N., Yue Y. o 3 Suppressing the effect of cullet composition on the for- (2 o mation and properties of foamed glass. Ceramics Inter- § § national. 2018; 44 (10):11143-11150. DOI: 10.1016/j. ° S ceramint.2018.03.130 I §
y 9
52. Vaganov V., Popov M., Korjakins A., o§ Sahmenko G. Effect of CNT on microstructure and | mineralogical composition of lightweight concrete with y S granulated foam glass. Procedia Engineering. 2017; § p 172:1204-1211. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.141 | |
53. Zhou H., Brooks A.L. Thermal and mechani- Ä1 cal properties of structural lightweight concrete con- a N taining lightweight aggregates and fly-ash cenospheres. § 3 Construction and Building Materials. 2019; 198:512- 1 g 526. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.11.074 y ®
54. Bazhenov Yu.M. Concrete technology. Mos- a § cow, Publishing house ASV, 2003; 500. (rus.). t 1
55. Barbosa A.R., Lopes A.S., Monteiro R.C., r |
cd cd
Castro F. Glass foams from cathode ray tubes. Special • § Issue on Polymers and Composites. 2015; 27:1-6.
56. Monich P.R., Romero A.R., Hollen D., Ber- | 1 nardo E. Porous glass-ceramics from alkali activation 0 . and sinter-crystallization of mixtures of waste glass and . n residues from plasma processing of municipal solid ¡ | waste. Journal of Cleaner Production. 2018; 188:871- £ c 878. DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.03.167
57. Rincon A., Desideri D., Bernardo E. Func- J0.!0 tional glass-ceramic foams from 'inorganic gel casting' 0 0 and sintering of glass/slag mixtures. Journal of Clean- ¿ ¿
1607
o> o>
r r O O N N
ci ci
T- T-
K 0
U 3 > in
C M
aa ^
ÎÎ
ou <D
O % —■ "t^ O
o O
o
CO CM
CO CO
.E o
£ ° • c Lis O
S *
o EE
fe ° CD ^
T- ^
er Production. 2018; 187:250-256. DOI: 10.1016/j. jclepro.2018.03.065
58. Domagala L. The effect of lightweight aggregate water absorption on the reduction of water-cement ratio in fresh concrete. Procedia Engineering. 2015; 108:206-213. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.06.139
59. Gunawan P., Setiono. Foamed lightweight concrete tech using galvalum Az 150 fiber. Procedia Engineering. 2014; 5:433-441. DOI: 10.1016/j.pro-eng.2014.12.203
60. Ivanova S.M. Composite cement foam reinforced concrete: author's abstract of thesis of Candidate of Technical Sciences : abstract of the diss. ...cand. tech. sciences. Chelyabinsk, 2005; 22. (rus.).
61. Puzanov S.I. Pecularities of the use of materials on the basis of cullet as aggregates Portland cement concrete. Construction Materials. 2007; 7:12-15. (rus.).
62. Vaysman Ya.I., Ketov A.A., Ketov P.A. The scientific and technological aspects of foam glass production. Glass Physics and Chemistry. 2015; 41(2):214-221. (rus.).
63. Min'ko N.I., Puchka O.V., Evtushenko E.I., Nartsev V.M., Sergeev S.V. Foamed glass as a modern and inorganic insulating material. Fundamental Research. 2013; 6(4):849-854. (rus.).
64. Remizova V.M., Sidoruk A.A. Foam glass as an insulating material for construction. University Science. 2016; 1:76-78. (rus.).
65. Mugoni C., Montorsi M., Siligard iC., An-dreola F., Lancellotti I., Bernardo E. et al. Design of glass foams with low environmental impact. Ceramics International. 2015; 41(3):3400-3408. DOI: 10.1016/j. ceramint.2014.10.127
66. Suzuki M., Tanaka T., Yamasaki N. Use of hydrothermal reactions for slag/glass recycling to fabricate porous materials. Current Opinion in Chemical Engineering. 2014; 3:7-12. DOI: 10.1016/j.co-che.2013.08.006
67. Kaz'mina O.V., Vereshchashin V.I., Abi-yaka A.N. Foam glass crystal materials based on natural and technogenic raw materials. Tomsk, 2014; 246. (rus.).
68. Kaz'mina O.V., Dushkina M.A. Influence of iron-containing additivities on the production of foam
glass crystal material. Russian Journal of Chemistry and Chemical Technology. 2014; 57(11):54-57. (rus.).
69. Kaz'mina, O.V., Dushkina M.A., Vereshchag-in V.I., Volland S.N. Use of dispersed building sand sift-
ings for the production of foam glass crystal materials. Construction Materials. 2014; 1-2:93-97. (rus.).
70. Ding L., Ning W., Wang Q., Shi D., Luo L. Preparation and characterization of glass-ceramic foams from blast furnace slag and waste glass. Materials Letters. 2015; 141:327-329. DOI: 10.1016/j.mat-let.2014.11.122
71. Ketov A.A., Puzanov I.S., Saulin D.V. Experience in the production of prostaglandin materials from glass cullet. Construction Materials. 2007; 3:70-72. (rus.).
72. Limbachiya M., Meddah M.S., Fotiadou S. Performance of granulated foam glass concrete. Construction and Building Materials. 2012; 28(1):759-768. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.10.052
73. Bernardo E., Cedro R., Florean M., Hreglich S. Reutilization and stabilization of wastes by the production of glass foams. Ceramics International. 2006; 33(6):963-968. DOI: 10.1016/j.ceramint.2006.02.010
74. Kasimov A.A., Kasimov R.G. Prospects for the development and application of constructional expanded clay concrete. Integration of modern scientific research into the development of society : Intern. scientific and practical conf. Kemerovo, December 28-29, 2016. Kemerovo, 2016; 2:44-48. (rus.).
75. Itskovich S.M., Chumakov L.D., Bazhenov Yu.M. Technology of concrete aggregates. Moscow, Higher School Publ., 1991; 272. (rus.).
76. Petrosyan P.A. Development of structural foam-granular concrete. Concrete Technologies. 2006; 2:12-14. (rus.).
77. Lotov V.A., Krivepkova E.V. Kinetics of the porous structure formation of foam glass. Glass and Ceramics. 2002; 3:14-17. (rus.).
78. Pogrebinskiy G.M. Granulated foam glass as a promising insulation material. Construction Materials. 2003; 3:28-29. (rus.).
79. Rivard P., Saint-Pierre F. Assessing alkali-silica reaction damage to concrete with non-destructive methods: From the lab to the field. Construction and Building Materials. 2009; 23(2):902-909. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.04.013
80. König J., Nemanic V., Zumer M., Petersen R.R., Ostergaard M.B., Yue Y. et al. Evaluation of the contributions to the effective thermal conductivity of an open-porous-type foamed glass. Construction and Building Materials. 2019; 214:337-343. DOI: 10.1016/j. conbuildmat.2019.04.109
CO CO
C w
Ï! o in ® a ta >
Received August 2, 2019.
Adopted in a revised form on November 15, 2019. Approved for publication November 29, 2019.
Bionotbs: Georgiy V. Sopegin — postgraduate student at the Department of Construction Engineering and Material Science; Perm National Research Polytechnic University (PNRPU); 29 Komsomolsky prospect, Perm, 614990, Russian Federation; SPIN-code: 3719-7232; sp.georg@yahoo.com;
1608
Diana Ch. Rustamova — student, Department of Construction Engineering and Material Science; Perm National Research Polytechnic University (PNRPU); 29 Komsomolsky prospect, Perm, 614990, Russian Federation; diana.rustamova81@gmail.com;
Sergey M. Fedoseev — student, Department of Construction Engineering and Material Science; Perm National Research Polytechnic University (PNRPU); 29 Komsomolsky prospect, Perm, 614990, Russian Federation; fedoseew. sereja2016@yandex.ru.
< DO
<d е
t с
i H
G Г сУ
0 сл
n CO
1 s
У
J to
^ I
n °
S> 3
0 СП
01
О n
О s
" 2
со
о ■
СП СП о о
о. A
С о
• ) ¡Г
® 4
«> DO ■ т
(Л У
с о (D *
м ы
10 10 о о
(О (О
1609
