Кузбасский государственный технический университет, ООО «МИП НТЦ «Экосистема» и Кемеровский государственный медицинский университет разработали технологию, с помощью которой можно получить гранулированный пористый силикатный утеплитель теплоизоляционных материалов и бетонов. Технология подразумевает гранулирование водного раствора силиката, сушку жидкостекольных гранул с получением твёрдых гранул, термообработку гранул силиката натрия с получением гранулированного пористого силикатного утеплителя.
div>
Повышенные требования к эффективности использования тепловой энергии в народном хозяйстве обуславливают применение в жилищном и промышленном строительстве лёгких, прочных, негорючих и экологически безопасных материалов и изделий с высокими теплоизолирующими свойствами. Особенно актуальна эта проблема для малоэтажного строительства, где для строительства наружных стен и внутренних перегородок в настоящее время широко используются облегчённые стеновые блоки и теплоизоляционные плиты [1].
Сегодня ассортимент используемых в строительстве теплоизоляционных материалов достаточно широк. Тем не менее, продукт отечественного производства закрывает потребность объектов строительства всего на 50-60%.
Один из перспективных материалов — водный раствор силиката натрия (жидкое натриевое стекло). Теплоизоляционные материалы получают из гидратированного растворимого стекла путём его нагревания. Такие массы при очень высокой пористости имеют низкую плотность и малую теплопроводность.
Стеклопор — теплоизоляционный материал на основе жидкого стекла. Его считают эффективным благодаря таким свойствам, как негорючесть, низкая насыпная плотность и низкая теплопроводность. Таким образом область применения и ассортимент изделий из стеклопора довольно широкие: от теплоизоляционных засыпок до изделий самых сложных форм.
Жидкое натриевое стекло представляет собой водный раствор силиката натрия Na2SiO3.
В концентрированных растворах силиката натрия анионы кремнёвой кислоты (SiO3)2- находятся в виде полимерных цепочек, построенных из традиционных для силикатов кремнекислородных тетраэдров. Между ними — гидроксилы.
Удаляя из раствора силиката натрия воду, его можно превратить его в аморфное твёрдое тело. Остаток воды в нём оказывается химически связанным. При нагревании твёрдых частиц силиката натрия до 300-500 °С они вспучиваются, увеличиваясь в объёме в 5-8 раз. До 90% образующихся при этом пустот — замкнутые. Частицы силиката натрия при нагревании переходят в «псевдопластичное» состояние и вспучиваются за счёт того, что вода не может свободно улетучиваться из аморфных частиц силиката натрия (вследствие образования на их поверхности плотной корки), и превращается в пар.
В процессе разработки технологии утеплителя специалисты решили следующие научно-технические задачи:
- создана опытная установка по получению гранулированного пористого силикатного утеплителя из водного раствора силиката натрия;
- разработан временный технологический регламент получения гранулированного пористого силикатного утеплителя из водного раствора силиката натрия;
- выбраны и апробированы методики технологического контроля процессов получения силикатного пористого утеплителя, качества исходного сырья и готового продукта;
- получены опытные партии гранулированного пористого силикатного утеплителя и определены их механические и теплофизические свойства.
Теплопроводность и прочность на сжатие пористого силикатного утеплителя зависит от его насыпной плотности. Влагопоглощение и максимальный размер гранул пористого силикатного заполнителя с уменьшением насыпной плотности увеличиваются.
Таким образом, изменяя насыпную плотность гранулированного пористого силикатного утеплителя, можно изменять его физико-механические и теплофизические свойства, а значит, влиять на свойства изготовленных из него изделий.
МАРКИ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПОРИСТОГО СИЛИКАТНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ:
- марка М75 с полностью от 50 до 70 кг/м3;
- марка М100 с плотностью 70 – 100 кг/м3;
- марка М150 с плотностью 100 – 150 кг/м3.
Текст: Андрей Ушаков, доцент, к.т.н., Геннадий Ушаков, доцент, к.т.н., директор МИП НТЦ «Экосистема», Галина Басова, доцент, к.м.н.
«Промышленные страницы Сибири» №11 (144) ноябрь 2019 г.
|