Введение к работе
Актуальность работы.
Использование существующих и создание новых теплоизоляционных материалов при строительстве зданий и сооружений является в настоящее время весьма актуальным. Особо актуальным является комплексное использование местных природных и техногенных сырьевых материалов при создании новых строительных материалов.
При высокотемпературном сжигании каменных углей Кузбасса образуются золы, которые отличаются присутствием полых микросфер, обладающих рядом ценных специфических свойств, обеспечивающих им применение в самых различных областях, в частности в производстве теплоизоляционных и конструкционных материалах.
Использование ранее не исследованных глин Гурьевского месторождения в композиции с микросферами для получения стеновых материалов позволит расширить сырьевую базу стройиндустрии.
Комплексное использование природных и техногенных сырьевых материалов для получения эффективных строительных материалов позволит решить экономическую и экологическую проблему данного региона.
Выполненная работа входит в программу «Сибирь» (проблема «Новые материалы и технологии», № государственной регистрации 810300080).
Цель работы. Разработка составов, исследование свойств стеновых и теплоизоляционных материалов на основе ранее не использованных глин Гурьевского месторождения в композиции с зольными микросферами и плазменной технологии нанесения защитно-декоративного покрытия.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Анализ составов и технологических свойств белых и красных разновидностей глин Гурьевского месторождения.
-
Исследование фиЗИКО-ХИМИЧеСКИХ пргчіріугт пчяимопснртпид ГЛИН
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ і Гурьевского месторождения с зольными мик юсфедоодиоТЕКА і
-
Разработка составов и технологии получения теплоизоляционных материалов полусухим прессованием с использованием армирующей добавки - природного волластонита.
-
Улучшение защитных и декоративных свойств лицевой поверхности разработанных изделий с помощью низкотемпературной плазмы.
5. Практическое опробование разработанных материалов и технологий.
Научная новизна.
-
Установлено, что при получении стеновых материалов добавка волластонита в количестве до 2% с размером игольчатых кристаллов до 100 мкм обеспечивает введение зольной микросферы в композицию с глиной до 60% при прочности на сжатие 10-15 МПа и температуры обжига 950 - 1050 С. При содержании зольной микросферы 40 - 50% прочность материала увеличивается на 50-75% за счёт образования алюмокремнеземистой шпинели и аморфного кремнезема.
-
Установлено, что количество зольных микросфер в композиции с легкоплавкой глиной не может быть более 70%, т.к. происходит возникновение напряжений и микротрещин за счёт объёмного расширения микросферы. При этом глинистого минерала в глиносвязке должно быть не менее 50%.
-
Установлено, что температура обжига материала из композиции легкоплавкой глины и зольными микросферами не может превышать 1100 С т.к. внутри микросфер развивается давление газов, приводящих к взрывному разрушению микросфер и нарушению сплошности материала.
-
Установлено, что для обеспечения качества защитно-декоративного покрытия на материале из композиции легкоплавкой глины и зольной микросферы необходимо обеспечение пространственной стабилизации плазменного шнура.
Практическая значимость работы.
1. Разработаны составы и технология стеновых и теплоизоляционных
материалов из композиций легкоплавкой глины, зольной микросферы и ар
мирующей волластонита. Получены стеновые материалов с плотно-
5 стью 900 - 1150 кг/м3 и прочностью при сжатии 10-15 МПа, теплоизоляционные материалы с плотностью 500 - 700 кг/м3 и прочностью при сжатии 4-6 МПа.
2. Разработаны составы паст, аппаратурное обеспечение плазменной технологии нанесения защитно-декоративного покрытия на разработанные стеновые материалы из композиций легкоплавкой глины и зольной микросферы.
На защиту выносятся:
процессы формирования структуры и свойств композиций из легкоплавкой глины и зольной микросферы и технологические режимы изготовления стеновых материалов;
экспериментальные данные по оптимизации составов теплоизоляционных и стеновых материалов из композиций Гурьевской глины и зольной микросферы;
результаты исследований физико-механических и технико-эксплуатационных свойств полученных строительных материалов;
- технология создания защитно-декоративных покрытий на стеновых
материалах из композиций легкоплавких глин Гурьевского месторождения и
зольными микросферами.
Апробация работы.
Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика» (Красноярск, 2003г.), на IV Международной конференции «Физика плазмы и плазменные технологии» (Минск, 2003г.), на второй Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии» (Улан-Удэ, 2003 г.), на XII Международной конференции по методам аэрофизических исследований (ICMAR) (Новосибирск, 2004 г.), на IV Всероссийской научно-практической конференции «Техника и технология про-
изводства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (Бийск, 2004 г.).
Публикации.
Основное содержание работы и её результаты опубликованы в семи печатных трудах. Получен приоритет по заявке № 2004105341/03 на патент.
Объём работы.
Диссертационная работа изложена на 140 страницах основного текста, содержит 26 рисунков, 25 таблиц. Работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованной литературы, включающий 98 источников и приложение.
