CC BY
14
УДК 658:699.86:666.7
А. Н. ПШИНЬКО, Н. В. САВИЦКИЙ (ДИИТ), С. А. КОРЕЦКАЯ, А. А. ГОНЧАРЕНКО (ПГАСиА)
РЕШЕНИЕ ВОПРОСОВ ЭНЕГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ ПУТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
У статп викладено концептуальный шдхвд до оргашзацп виробництва та технологи отримання Tera0i30-ляцiйного матерiла «Heatisol». Наводяться довщки про отриманий теплоiзоляцiйний матерiал. Розглядають-ся переваги матерiла «Heatisol» у порiвняннi з iснуючими матерiалами.
В статье изложен концептуальный подход к организации производства и технологии получения теплоизоляционного материала «Heatisol». Приводятся сведения о полученном теплоизоляционном материале. Рассматриваются преимущества материала «Heatisol» по сравнению с существующими применяемыми материалами.
This article describes a conceptual approach to the organization of production and the manufacturing technology of thermo-insulating material «Heatisol», provides the basic data on the material and considers its advantages in comparison with conventional materials currently in application.
К числу важнейших научно-технических проблем современности относится создание новых и совершенствование традиционных строительных материалов. В равной степени это касается и технологии разнообразных теплоизоляционных материалов. Особенно это актуально для их применения в гражданском и промышленном строительстве и реконструкции существующего жилого фонда.
Полученный теплоизоляционный материал -модифицированное пеностекло «Неай8о1» [1-3] по прочностным, теплоизоляционным характеристикам, негорючим свойствам, долговечности, стойкости к воздействию агрессивных сред и колебаниям температур, а также по показателю цена-качество заметно превосходит все применяемые в настоящее время на строительном рынке теплоизоляционные материалы.
Производство пеностекла [5; 6] основано на порошковом способе. При данном способе производства структура и физико-механические свойства пеностекла определяются в числе основных технологических факторов составом газообразова-теля и исходного стекла. Применение в качестве газообразователей карбонатов, нитратов щелочных или щелочноземельных металлов, которые не являются стабилизаторами системы стекло - газ вследствие химического взаимодействия их со стекломассой при температуре вспенивания, приводит к формированию материала с открытопористой структурой. Применение углеродосодержащих газообразователей - каменного угля (антрацита, кокса) или технического
углерода (сажи) - позволяет получать однородную с замкнутыми ячейками структуру. Полная замкнутость ячеек и целостность их стенок достигается за счет применения некристаллизую-щихся в дисперсном состоянии стекол.
Необходимость разработки «Неай8о1» была обусловлена низкими эксплуатационными характеристиками изделий, полученных на основе составов [7; 8], а именно, их высокой теплопроводностью и водопоглощением вследствие нерационального подбора состава данных шихт.
Данная задача решалась введением в состав шихты дополнительного компонента - отходов производства металлического марганца Никопольского ферросплавного завода - пыли газоочистки производства металлического марганца (ПГПММ).
В настоящее время на многих ферросплавных заводах внедрены эффективные установки для очистки промышленных выбросов. Ежегодно только на одном заводе ими улавливается более 50 тыс. м3 пыли различного химического состава.
При выплавке металлического марганца образующаяся пыль улавливается электрофильтрами. Химический состав этой пыли представлен реакционно-способными оксидами 8Ю2, А1203, Бе203, СаО, МеО, МпО . Минералогический состав пыли представлен в основном МпСОз и Мп . По внешнему виду ПГПММ представляет собой высокодисперсный порошок. Частички пыли имеют различ -
ную форму, со средним размером частиц получают стекло. Таким образом, состав шихты 0,6...0,8 мкм, рыхлую структуру с удельной следующий, мас. %:
поверхностью 1200. 1500 м /кг.
Шихта для изготовления «Неай8о1» включает бой листового стекла, технический углерод и дополнительно содержит ПГПММ. В резуль-
- стекло - 97,1.97,4;
- технический углерод - 1,3.1,8;
- ПГПММ - 0,8.1,6.
Химический состав стекла и ПГПММ при-
тате варки песка, доломита, соды и пегматита ведены в табл. 1.
Химический состав стекла и ПГПММ
Таблица 1
Компоненты
Химический состав, мас. %
8Ю2 М2О3 Ре20з СаО МяО №20 8 МпО С Р2О5 К2О ппп
72,9 1,57 0,29 8,79 2,20 15,15 - - - - - -
17,8 1,70 2,10 6,20 2,90 7,7 1,8 40,1 4,0 1,2 11,0 3,5
Стекло ПГПММ
Составы шихты и результаты испытаний изделий представлены в табл. 2, 3.
Таблица 2
Составы шихты
Наименование компонента Состав предлагаемой смеси, мас. %
1 2 3 4 5
Стекло 97,4 97,3 97,2 97,2 97,1
Технический
углерод 1,8 1,7 1,6 1,4 1,3
ПГПММ 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
Таблица 3
Результаты испытаний изделий
Показатели Предлагаемая смесь
1 2 3 4 5
Механическая проч-
ность при сжатии, МПа 3,85 4,11 4,40 4,14 4,06
Водопоглощение, % 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Коэффициент теплопро-
водности, ккал м-ч °С 0,082 0,084 0,08 0,087 0,09
Объемный вес, кг/м3 250 280 285 310 365
По результатам табл. 3 можно сделать следующие выводы. Использование в предлагаемой смеси для изготовления «Неай8о1» пыли газоочистки производства металлического марганца повышает механическую прочность при сжатии, снижает водопоглощение и коэффициент теплопроводности.
Улучшение физико-механических характеристик «Неай8о1» связано с тем, что пыль газо-
очистки металлического марганца содержит металлический марганец и карбонат марганца. Карбонат марганца диссоциирует при температуре выше 350 °С на оксид марганца и углекислый газ. Металлический марганец при температуре выше 300 °С окисляется в оксид марганца. В процессе нагревания массы часть свободного оксида марганца переходит из двух- в четырехвалентное состояние [4; 9] и, взаимодействуя с кремнеземом, образует связи электростатической природы
= 81--0--Мп--0--81 =.
Таким образом, возникший в последнее время интерес к использованию тонкодисперсных отходов, в основном продуктов пылеулавливания, вызван не только проблемой их утилизации, но и способностью этих веществ воздействовать на процессы структурообразования строительных материалов.
Исходя из полученных результатов, мы приходим к выводу, что уровень показателей созданного материала «Неай8о1» отвечает таким качествам, как экономичность, экологичность и эффективность и обеспечивает неограниченные возможности его применения в жилищном и промышленном строительстве в любых климатических зонах и природных условиях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гребенников В. Н. Концептуальный подход к организации производства и технологии получения теплоизоляционного материала и изделий / В. Н. Гребенников, А. Г. Григоренко, С. В. Федоренко и др. // Строительство. Мате-
риаловедение. Машиностроение: Сб. науч. тр. -Д.: ПГАСиА, 2002. - Вып. 21. - С. 71-74.
2. Гончаренко А. А. Актуальность производства и применения новых теплоизоляционных материалов в строительстве // Строительство. Материаловедение. Машиностроение: Сб. науч. тр. -Д.: ПГАСиА, 2003. - Вып. 22. - С. 160-164.
3. Пшинько А. Н. Решение вопросов энерго- и ресурсосбережения путем организации производства и технологии получения теплоизоляционного материала / А. Н. Пшинько, Н. В. Савицкий, С. А. Корецкая и др. // Строительство. Материаловедение. Машиностроение: Сб. науч. тр. - Д.: ПГАСиА, 2003. - Вып. 25. - С. 29-31.
4. Мчедлов-Петросян О. П. Химия неорганических материалов. - М: Стройиздат, 1971. - 224 с.
5. Китайгородский И. И. Пеностекло / И. И. Китайгородский, Т. Н. Кешишян. - М.: Промст-ройиздат, 1953. - 77 с.
6. Шилл Ф. Пеностекло. - М.: Стройиздат, 1965. -307 с.
7. А.с. СССР, 1073199, кл С 03 С 11/00, публ. 15.02.84. Бюл. № 6.
8. А.с. СССР, 1071587, кл. С 03 С 11/00, публ. 07.02.84. Бюл. № 5.
9. Песков Н. П. Курс коллоидной химии. - М: Го-схимиздат, 1940. - 274 с.
Поступила в редколлегию 25.06.04.
