Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

Введение в исходную шихту серпентинсодержащей добавки при 700 °С приводит к интенсивному вспениванию, что способствует образованию высокопористой структуры с включением большого количества макропор. Понижение температуры позволяет получить пеносиликаты с равномерным распределением пор, которое характерно для материалов с оптимальными техническими характеристиками. В таблице 2 представлены основные технические свойства пеностекольного материала, полученного при оптимальных условиях. Таблица 2 Технические свойства пеносиликатов с серпентинсодержащими добавками * В виде раствора NaOH; р — плотность, Л сж — прочность при сжатии, Z — теплопроводность, W — водопоглощение; КО — кремнеземсодержащий отход на основе опоки, АНХ — апатитонефелиновые хвосты, ИС — исходный реагент из серпентинита, ОС — отработанный реагент. № Содержание компонентов, % ^ термообработки , °С р, г/см 3 Я ж МПа Z, Вт/мХ W, % КО Na 2 O * АНХ ИС ОС сверх 100 % 2 67 18 15 10 - 675 0,30 1,7 0,060 27 3 67 18 15 10 - 650 0,36 2,4 0,061 14 4 67 18 15 - 10 675 0,35 1,9 0,060 25 5 67 18 15 - 10 650 0,36 2,6 0,061 12 Анализ полученных данных показал, что использование в качестве добавки как исходного, так и отработанного серпентинсодержащего реагента позволяет получить вспененные материалы с удовлетворительными физико-техническими свойствами. Использование отхода на основе серпентина позволяет снизить температуру вспенивания композиции из кремнеземсодержащего сырья до 650 °C, при которой достигается наименьшее значение водопоглощения. На рисунке 1 приведены результаты ИК-спектроскопии кремнеземсодержащего отхода на основе опоки и пеносиликатных материалов на его основе. Известно, что инфракрасные спектры поглощения кристаллических силикатов характеризуются набором узких полос поглощения с определенными частотами колебаний. Вещества в стеклообразном состоянии дают огибающий спектр с сохранением тех же частот спектра. Анализ сглаженного характера ИК-спектра пеносиликатов позволяет предположить наличие стеклофазы в образцах [12], что свидетельствует о начале стеклообразования уже при относительно низкой температуре — 700 °C. Результаты ИК-спектроскопии согласуются с РФА пеносиликатов, который фиксирует в основном аморфный характер образцов. Анализ термограмм (рис. 2) показал схожий характер кривых для всех исследуемых образцов вспененного материала. Наблюдаются пики в диапазоне температур 134-153, 522-524, 734-743 °С. Как известно из литературных источников [13], при температурах 100-300 °C происходит полимеризация силикатов натрия в дисиликаты натрия Na 2 Si 2 O 5. Эндотермический эффект в области температур 522-650 °С свидетельствует о начале полиморфного превращения дисиликата натрия. Эндотермические эффекты при 732-743 °C можно отнести к началу процесса кристаллизации кварца. Модифицирующая добавка из отработанного серпентинсодержащего реагента, по-видимому, в незначительной мере способствует интенсификации этих процессов, что позволяет снизить температуру тепловой обработки. материала на основе силикатной матрицы без активных добавок (1) и с серпентинсодержащей добавкой (2) 1 2 3 Волновое число, см -1 ИК-спектры кремнеземсодержащего Рис. 1. компонента из опоки ( 1 ), пеносиликатов на основе силикатной матрицы без активных добавок ( 2 ) и с серпентинсодержащей добавкой ( 3 ) 78