Вестник Кольского научного центра РАН. 2018, №1.

Производство стеклообразных пеноматериалов: проблемы и решения микронеоднородности порошков может быть легко подвергнут направленной кристаллизации, что приводит к уменьшению объема пленок между ячейками и появлению в части перемычек отверстий, способствующих паропроницаемости материала [7, 20, 21]. Следовательно, порошки стекла, подвергнутого гидротермальной обработке, можно рассматривать как микроструктурно неоднородные и реакционноспособные материалы, в ходе термообработки которых происходит синтез стекла на поверхности с восстановлением химической однородности. Существенной особенностью гидротермально обработанного стекла является его высокая химическая активность, которая может быть положена в основу приготовления вяжущих композиций. Так, исследования, выполненные В. И. Онищуком и М. В. Месяцем с соавторами в БГТУ им. В. Г. Шухова позволили выявить закономерности формирования структуры стекольной вяжущей суспензии из натрий-кальций-силикатного стекла и получить пористые стеклокерамические материалы на ее основе [22—24]. Было установлено, что механическая активация стекольного боя натрий-кальций- силикатного стекла в жидкой среде позволяет получить седиментационно-устойчивую стекольную вяжущую суспензию с плотностью 1800—1880 кг/м3 и объемной концентрацией твердой фазы 0,53—0,59, способную к самопроизвольному затвердеванию с образованием монолита. В результате механохимической активации происходит разрушение стекла с образованием щелочного раствора, который взаимодействует с поверхностью стекла, формируя коллоидный раствор, состоящий из полимеров кремниевой кислоты и силиката натрия. Полученная система состоит из двух компонентов: стекловидных частиц со средним размером 7,5 мкм и коллоидного раствора со средним размером частиц 144 нм, обеспечивающего седиментационную устойчивость и тиксотропный характер течения [22—24]. С течением времени вязкость суспензии увеличивается настолько, что коагуляция становится необратимой. Коллоидная составляющая формирует связи между частицами стекла, «сшивая» их между собой сначала точечными контактами, а затем и сетью пространственных связей, образуя монолитное твердое тело. При этом монолит представляет собой систему, в которой стекловидные частицы с аморфизированной поверхностью соединяются перемычками из высококремнеземистого геля, образовавшегося при затвердевании коллоидной составляющей. Получаемый монолит может быть рассмотрен как продукт твердения вяжущего. Его пористость составляет 35,25 %при плотности 1620 кг/м3. Показатель водостойкости монолита составляет 0,79, что позволяет отнести его к водостойким материалам [24]. Добавка жидкого стекла в стекольную вяжущую суспензию в количестве 1 % снижает вязкость и повышает прочность отливок до 14,27 МПа через 90 сут. Модификация суспензии Na2SiF6 позволяет управлять скоростью твердения системы. Добавка фторида кальция в количестве 1,5 % в совокупности с модификацией жидким стеклом позволяет получить отливки с прочностью на сжатие более 48 МПа [24]. Химически связанная вода, содержащаяся в порах монолита, при нагревании вызывает вспенивание материала и его переход в пластичное состояние. Температура вспенивания находится в интервале от 810 до 825 °С и определяет характер и размер пор материала. Разработаны технологические схемы производства гранулированного и блочного пористого материала [24]. Эколого-экономические аспекты производства пеноматериалов Расширение минерально-сырьевой базы для производства пеноматериалов Использование промышленных отходов. 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 [17]. Следует отметить, что Россия располагает ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2018(10) 141