Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

ограждающих конструкций, снизить расход основных строительных материалов, облегчить строительные и защитные конструкции, индустриализировать строительные работы, уменьшить затраты на отопление зданий. Важным преимуществом силикатных пеноматериалов в сравнении с некоторыми природными и полимерными изоляционными материалами является их минеральный, неорганический химический состав. Отсюда и пожаробезопасность, и устойчивость к воздействию гнили, микроорганизмов и насекомых. Пеностекло влаго- и химически стойко, его долговечность практически неограниченна. Однако классическая порошковая технология связана с высокими производственными затратами, обусловленными, в первую очередь, использованием специально сваренного стекла и устаревшей схемой производства, что не обеспечивает рыночную конкурентоспособность пеностекла [1-3]. В неизменном варианте использование плитного пеностекла возможно при снижении его стоимости до величин, сопоставимых с аналогами, что в настоящее время неосуществимо. Решение проблемы возможно в совмещении свойств теплоизоляции с конструкционными или облицовочными, а также при изготовлении легкого пористого кирпича из материала — аналога пеностекла, но окрашенного. Перспективная рыночная ниша пеностекла — применение его для теплоизоляции теплоносителей с температурой 150-650 оС и в агрессивных средах в химической, нефтехимической отраслях и энергетике [1, 2]. В то же время авторы [4], оценивавшие качество и стоимость различных теплоизоляционных материалов для ограждающих конструкций зданий, считают, что наиболее перспективным материалом является пеностекло. К такому выводу они пришли в том числе и на основе оценки долговечности и стабильности свойств материалов. Так, экспериментальные исследования объектов, утепленных пеностеклом более 50 лет назад, показали отсутствие сколько-нибудь заметных изменений в структуре материала. Пеностекольный материал имеет перспективы выхода на строительный рынок не столько за счет снижения себестоимости и рыночной цены, сколько за счет придания ему дополнительных потребительских свойств. Авторами [5] приведен перечень особых видов пеностекла на основе природного минерального сырья (радиационно-защитное, конструктивное с армированием сетками, акустическое) и способов его получения. Разработанные способы и составы в настоящее время проходят полупромышленную апробацию, после чего гранулированное пеностекло из широко распространенного кремнеземистого сырья можно будет получать в промышленных масштабах. Для успешного развития промышленности пеноматериалов первостепенное значение имеет расширение минерально-сырьевой базы. В этом отношении особый интерес вызывает использование в качестве сырьевых материалов высококремнистых аморфных горных пород [5-9]. Следует отметить, что Российская Федерация располагает крупнейшей сырьевой базой таких пород, главным образом, осадочного происхождения: трепелов, опок, диатомитов и др. По экономическим соображениям оправдан синтез стекол при температурах значительно более низких, чем синтез обычных стекол вследствие аморфной природы оксида кремния, как это происходит, например, по технологии низкотемпературных стекол типа каназита [6, 7]. При синтезе данного стекольного сырья, полученного Г. С. и Р. Г. Мелконянами, в процессе гидротермально-щелочной переработки горных пород образуется нерастворимый в щелочах остаток, количество которого определяется составом исходного сырья. Было установлено, что данное сырье обладает значительно большей химической активностью, чем традиционные природные материалы. Каназит — это комплексное стекольное сырье, представляющее собой сцементированные агрегаты силикатных соединений, непосредственно пригодных для стекловарения без каких-либо добавок стеклообразующих компонентов, а также осветлителей и обесцвечивателей. Он обладает высокой дисперсностью, однородностью и химической чистотой. В общем виде состав каназита может быть выражен формулой xR2OyROzR2O3 nSiO2 mH2O, где х, y, z, n и m — числовые коэффициенты при оксидах. Создание каназита преследовало цель внести коренное изменение в существующий способ приготовления стекольной шихты с переходом от сухого смешивания твердых компонентов к перемешиванию их растворов или суспензий. Предполагалось, что гидротермально-химический способ приготовления стекольной шихты должен способствовать ускоренному взаимодействию ее компонентов с образованием силикатов, так как стеклообразующие компоненты в этом случае взаимодействуют в виде коллоидных растворов [6, 7]. При производстве пеностекол в качестве исходного сырья используют «Каназит-1» состава натриево­ кальциевого стекла и «Каназит-2», получаемый из аморфных горных пород (диатомиты, перлиты и др.). По гидротермальной технологии Л. О. Шатирян Г. С. и Р. Г. Мелконянами были получены различные строительные материалы из каназитового сырья и отходов стекла: пеностекло, пенотуф, ситаллы, керамические плиты [7]. Полученный, к примеру, таким образом пеноматериал в зависимости от соотношений компонентов в исходной смеси имеет коэффициент теплопроводности 0,06-0,09 Вт/мК и объемную плотность 100-250 кг/м3. Температура вспенивания шихты 700-750 °С [10]. Значительное число публикаций посвящено усовершенствованию технологий и использованию в производстве вспененных материалов техногенных отходов [11, 12 и др.]. Ранее в Институте химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева на основе отходов обогащения апатит-нефелиновых руд и стеклоотходов по одностадийной технологии был разработан эффективный пеностекольный материал. Технические характеристики полученного материала: объемная плотность 200-410 кг/м3, теплопроводность 0,08-0,13 Вт/мК, прочность до 1,9МПа, водопоглощение до 3 %[13]. 874