Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 181-187. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 181-187. 0 50 100 150 200 250 t, МИН Рис. 2. Режим синтеза пеносиликатного материала Рис. 3. Макроструктура пеносиликата с добавлением (Твспенивания675 °C): 1 — загрузка; 1-2 — вспенивание; древесного угля (а), графита КАЗ (б) 2-3 — резкое охлаждение; 3-4 — отжиг; 4 — выгрузка Использование опилок позволяет получить материалы с наиболее низким коэффициентом теплопроводности 0,055 Вт/м-К. Однако у них есть недостаток — рыхлая структура поверхности и низкая водостойкость. Анализ свойств полученных материалов позволил выделить наиболее эффективные порообразователи — мел, уголь и графит КАЗ. Свойства термопеносиликатного блочного материала на жидкостекольном связующем: плотность — 0,42-0,51 г/см3, теплопроводность — 0,055-0,071 Вт/м-K. Удовлетворительные характеристики и простота технологического процесса получения теплоизоляционных материалов на жидкостекольном связующем дают основание отнести их к перспективным материалам для строительной отрасли. Пеносиликаты на основе кремнеземсодержащих продуктов (микрокремнезема). Для расширения областей применения теплоизоляционных пеноматериалов, а также более полного использования техногенных отходов проведены исследования по возможности получения гранулированного и блочного материалов на основе кремнеземсодержащих продуктов переработки апатитонефелиновых и эвдиалитовых руд и минеральных наполнителей. На основе микрокремнезема из нефелинового концентрата получен гранулированный пористый материал (рис. 4). Состав шихты (мас. %): микрокремнезем — 33,5-45; гидроксид натрия концентрацией 45 %— 22-27 (в пересчете на N 2 O); апатитонефелиновые хвосты — 15-25; золошлаковая смесь — 3,0-14,5; двууглекислый аммоний — 0,5—1,5; остальное — вода. Техническая характеристика термопеносиликата: коэффициент теплопроводности — 0,075-0,100 Вт/м-K; прочность при сдавливании в цилиндре — 1,3-2,7 МПа; средняя плотность — 0,21-0,30 г/см3; насыпная плотность — 0,15-0,24 г/см3; водопоглощение — 5-12 %. Полученный зернистый материал отличается от материала на жидком стекле более низкой плотностью гранул и более высоким коэффициентом теплопроводности, значение которого соответствует нормативным требованиям, предъявляемым к теплоизоляционным материалам. Разработанный гранулированный материал может быть рекомендован для использования в качестве теплоизоляционных засыпок (утеплителя чердачных перекрытий, стен, полов, кровли). На основе силикатной матрицы (микрокремнезем 67-68 %, нефелиновый концентрат 15 %, гидроксид натрия 17-18 %) с добавлением мела и буры получен блочный пеносиликатный материал плотностью 0,42-0,44 г/см3, прочностью 1,62-4,33 МПа, с пониженным показателем теплопроводности 0,059-0,063 Вт/м-K. Добавка мела совместно с бурой позволяет достичь наиболее равномерной пористости, что свидетельствует об оптимальной структурной организации фаз, обеспечивающей одновременно прочностные и теплозащитные показатели ячеистого материала (рис. 5). Такая структура пористости в ячеистом теплоизоляционном материале предопределяет хорошие показатели теплофизических свойств. Вместе с тем, хаотично расположенные разорванные поры негеометрической формы свидетельствуют о предрасположенности материала усиленно впитывать жидкость, что подтверждается повышенным показателем водопоглощения. © Манакова Н. К., Суворова О. В., 2023 184