Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

Таблица 1 Технические свойства ГПС в зависимости от режимов термообработки Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 20-29. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 20-29. № п/п Условия термообработки Характеристика гранул Температура вспенивания, °С Время вспенивания, мин Насыпная плотность, г/см3 Прочность при раскалывании, МПа 1 800 15 0,71 6,76 2 800 30 0,71 4,56 3 850 10 0,69 3,50 4 850 15 0,71 3,40 5 850 20 0,71 2,55 6 850 30 0,72 2,47 По полученным экспериментальным данным можно сделать вывод, что насыпная плотность гранул в указанных условиях синтеза практически не зависит от температуры и времени обжига и находится в пределах 0,69-0,72 г/см3. Наибольшее влияние эти параметры оказали на прочность при раскалывании образцов. При повышении температуры на 50 °С и увеличении времени вспенивания происходит значительное снижение прочности гранул — в среднем в 1,5-2,8 раза. Максимальное значение прочности при раскалывании гранул наблюдается при температуре обжига 800 °С с выдержкой в 15 мин, а минимальное — при 850 °С в течение 30 мин. Такую зависимость прочности можно объяснить различной морфологией гранул. При меньших температуре и времени обжига образуется более плотная и однородная мелкопористая структура, чем, скорее всего, и обусловлена повышенная прочность гранул. На сколах гранул с увеличением температуры и времени обжига, предположительно в результате снижения вязкости смеси, наблюдается образование мелких пор в приповерхностном слое, а более крупных — в центре. С точки зрения энергоэффективности синтеза пеноматериалов можно отметить, что лучшим условием их получения на данном этапе работ является вспенивание при температуре 800 °C в течение 15 мин. Но поверхность гранул при этих условиях процесса не остеклована и образцы имеют сквозную открытую пористость, что обусловливает высокое водопоглощение материала, в связи с чем предпочтителен выбор следующего технологического режима: температура вспенивания 850 °С в течение 10-15 мин. Коэффициент теплопроводности полученного материала 0,066-0,068 Вт/мК . Рис. 1. Внешний вид (а), макро- (б) и микроструктура (в) гранулированных пеносиликатов По результатам оптической и сканирующей электронной микроскопии образцы ГПС обладают закрыто-ячеистой поровой структурой, размер макропор составляет от 0,6 до 1,5 мм (рис. 1). Наблюдается характерный для стекол блеск, как на поверхности гранул, так и на их сколах. Межпоровая перегородка толщиной в среднем 335 мкм пронизана порами округлой формы с ровно очерченными краями диаметром от 27 до 80 мкм, которые распределены неравномерно. Микроструктура пористой системы ГПС и текстура стенок пор аналогичны пеностеклу. Для получения © Суворова О. В., Манакова Н. К., 2022 23