Введение к работе
Актуальность темы.
Вспученный вермикулит широко применяется при изготовлении теплоизоляционных Засыпок в строительных конструкциях, в легких теплоизоляционных бетонах, огнезащитных и акустических штукатурках. Высокая пористость, невысокая средняя плотность, достаточная механическая прочность позволяют применять его в сочетании с различными связующими веществами для изготовления формованных теплоизоляционных изделий: плит, блоков, панелей. Широкое применение вспученный вермикулит находит и в промышленной изоляции благодаря высокой температуростойкости как самого вермикулита, так и изделий на его основе.
Как строительный материал, вспученный вермикулит наряду с ценными свойствами обладает также и недостатками, снижающими эффективность его использования. Недостатки вспученного вермикулита связаны с высокой открытой пористостью, что, в частности, вызывает повышенный расход вяжущих веществ при изготовлении изделий, приводит к ухудшению свойств (повышение средней плотности, теплопроводности) и удорожанию изделий. Изготовление сырьевых смесей из вспученного вермикулита и вяжущих веществ сопряжено с определенными трудностями, поскольку вследствие большой разницы в средней плотности вспученного вермикулита и вяжущего затруднительно добиться однородности смеси компонентов, а увеличение продолжительности их перемешивания приводит к измельчению непрочных зерен вспученного вермикулита и ухудшению свойств изделий.
При изготовлении теплоизоляционных изделий используют только вспученный вермикулит, получаемый высокотемпературным обжигом. Производство вспученного вермикулита этим способом требует специального оборудования и сравнительно высоких энергетических затрат.
Основной задачей диссертационной работы является разработка технологии получения теплоизоляционных изделий на основе вермикулитового концентрата, позволяющая отказаться от применения вспученного вермикулита, полученного путем высокотемпературного обжига, и использования вяжущих веществ при производстве теплоизоляционных материалов.
Цель и задачи работы.
Целью работы является разработка технологии производства безобжиговых теплоизоляционных изделий на основе вермикулита - сырца и химических реагентов путем одновременного вспучивания вермикулита и выделения связующего.
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
1. Разработать технологию производства безобжиговых теплоизоляцион
ных изделий из вермикулита- сырца, добавок: вспученного перлита, асбеста и
химических реагентов (перекись водорода и сернаЛ"ЩДЩаУ -
-
Установить влияние различных технологических факторов: расхода сырьевых компонентов, концентрации химических реагентов, фракционного состава вермикулита- сырца на физико-механические свойства изделий.
-
Определить оптимальный состав сырьевой смеси (расход вермикулито-вого концентрата, добавок: вспученного перлита или асбеста, химических реагентов) для получения безобжиговых теплоизоляционных изделий.
4. Оптимизировать параметры технологического процесса: продолжи
тельность и температуру сушки с целью снижения приведенных затрат энергии
и себестоимости теплоизоляционных изделий.
-
Выявить функциональные зависимости физико-механических характеристик теплогооляционных изделий: средней плотности, предела прочности при изгибе от расхода сырьевых компонентов и фракционного состава вермикулита.
-
Провести физико-химические исследования: ИК- спектроскопический анализ, рентгеновский фазовый анализ, термографический анализ изделий на основе вермикулита - сырца и химических реагентов с целью определения фазового состава искусственного камня.
Научная новизна.
-
Предложен способ производства безобжиговых теплоизоляционных изделий на основе вермикулитового концентрата, добавок (вспученный перлит или асбест) и химических реагентов путем одновременного вспучивания вермикулита и выделения связующего из сырьевого компонента.
-
Исследовано влияние технологических факторов: расхода сырьевых компонентов, концентрации химических реагентов, фракционного состава вермикулита на физико-механические свойства изделий.
-
Установлены функциональные зависимости физико-механических характеристик: средней плотности и предела прочности при изгибе теплоизоляционных изделий на основе необожженного вермикулита и химических реагентов от расхода сырьевых компонентов и фракционного состава вермикулита.
-
Выполнены физико-химические исследования: ИК-спектроскопический анализ, рентгеновский фазовый анализ, комплексный термографический анализ теплоизоляционных изделий на основе вермикулита - сырца и химических реагентов, позволившие предположить условия образования искусственного камня.
Практическое значение работы.
1. Разработана технология производства безобжиговых теплоизоляционных
изделий, позволяющая отказаться от применения вспученного вермикулита,
полученного путем высокотемпературного обжига, при производстве теплоизо
ляционных материалов.
2. Оптимизированы параметры технологического процесса производства
изделий по предложенной технологии.
3. Изделия, полученные по разработанной технологии, могут применяться для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов при температуре изолируемых поверхностей до +600С, а также для изготовления монтажных теплоизоляционных материалов.
Достоверность полученных результатов подтверждается значительным объемом проведенных экспериментов, использованием стандартных методик и оборудования, применением современных методов исследований, хорошим соответствием результатов, полученных в лабораторных и производственных условиях.
Внедрение результатов исследований. По разработанной технологии на ЗАО «Слюдяная фабрика» (г. Колпино) были выпущены опытные партии безобжиговых теплоизоляционных изделий.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на 56-ой и 57-ой международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства» СПбТАСУ, 61-ой и 62-ой научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбТАСУ. По результатам работы опубликовано 4 статьи, подана заявка на изобретение (№2004132052 приоритет от 02.11.2004 г.)
Структура я объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Она изложена на 120 страницах машинописного текста, состоит из 49 таблиц, 21 рисунка и 4 приложений. Список литературы содержит 95 наименований.
