Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы и обоснование исследований 10
1.1. Классификация и свойства теплоизоляционных материалов... 10
1.2. Зернистые теплоизоляционные материалы 12
1.2.1. Зернистые теплоизоляционные материалы на основе природного сырья 13
1.2.2. Зернистые теплоизоляционные материалы на основе жидкого стекла 14
1.3. Особенности получения жидкого стекла с учетом его использования в производстве зернистых материалов 23
1.4. Выводы и задачи исследований 27
2. Характеристика используемых в работе материалов, методы и методики исследований 29
2.1. Микрокремнезем ООО «Братский завод ферросплавов» 29
2.1.1. Физико-технические свойства микрокремнезема 29
2.1.2. Химический и гранулометрический состав микрокремнезема 30
2.1.3. Минеральный состав микрокремнезема 33
2.1.4. Радиационно-гигиеническая оценка микрокремнезема 36
2.2. Вода 36
2.3. Едкий натр 37
2.4. Жидкостекольная композиция на основе микрокремнезема 37
2.5. Методы и методики исследований 39
3. Влияние состава и технологических параметров получения высокомодульной жидкостекольной композиции на свойства теплоизоляционного материала 44
3.1. Критерии выбора свойств гранул на основе высокомодульной жидкостекольной композиции с различным силикатным модулем 45
3.2. Исследование технологических параметров получения высокомодульной жидкостекольной композиции и их влияние на свойства теплоизоляционного материала 51
3.2.1. Влияние концентрации щелочного раствора исходной суспензии на свойства получаемых гранул 52
3.2.2. Исследование влияния примесей в микрокремнеземе на свойства материала 55
3.2.3. Влияние времени тепловой обработки жидкостекольной композиции на свойства материала 58
3.3. Оптимизация состава высокомодульной жидкостекольной композиции для получения зернистого теплоизоляционного материала 63
3.4. Выводы 80
4. Исследование режима тепловой обработки теплоизоляционного материала на основе высокомодульной жидкостекольной композиции 81
4.2. Влияние времени выдержки гранул до тепловой обработки на свойства зернистого материала 81
4.3. Влияние режимов термообработки на свойства зернистого материала 86
4.4. Оценка стабильности состава теплоизоляционного материала 101
4.5. Физико-химическое исследование высокомодульной композиции и зернистого теплоизоляционного материала изготовленного на ее основе 102
4.6. Выводы 110
5. Технико-экономическая эффективность применения производства зернистого теплоизоляционного материала на основе высокомодульной жидкостекольной композиции 112
5.1. Технология производства изготовления зернистого теплоизо ляционного материала 112
5.2. Опытно-промышленная проверка разработанной технологии... 123
5.3. Экономическая эффективность использования зернистого теплоизоляционного материала 126
5.4. Выводы 129
Общие выводы 130
Список литературы 132
- Зернистые теплоизоляционные материалы на основе жидкого стекла
- Химический и гранулометрический состав микрокремнезема
- Критерии выбора свойств гранул на основе высокомодульной жидкостекольной композиции с различным силикатным модулем
- Влияние времени выдержки гранул до тепловой обработки на свойства зернистого материала
Введение к работе
Актуальность работы:
В производстве строительных материалов потребляется значительное количество природных минеральных ресурсов, на переработку которых требуется большое количество энергоресурсов, В связи с постоянным повышением стоимости энергоресурсов актуальным является снижение энергозатрат как в производстве эффективных строительных материалов, так и при эксплуатации зданий. Уменьшение теплопотерь в зданиях обеспечивается за счет использования новых эффективных, в том числе и зернистых, теплоизоляционных материалов на основе отходов промышленности. Использование отходов промышленности позволяет расширить сырьевую базу для производства новых теплоизоляционных строительных материалов и решить проблемы экологической безопасности.
В связи с высокой концентрацией промышленных предприятий в г. Братске возникают проблемы с утилизацией значительного количества отходов. Особое внимание заслуживает микрокремнезем, отход производства кристаллического кремния ООО «Братский завод ферросплавов», ежегодный выход которого составляет 14-18 тыс. тонн.
Сотрудниками кафедр «СМиТ» БрГУ и ТГАСУ установлено, что на основе микрокремнезема может быть получено жидкое стекло, пригодное для изготовления различных эффективных строительных материалов, в том числе и теплоизоляционных.
Составы и технологические приемы получения зернистого теплоизоляционного материала на основе жидкостекольной композиции из микрокремнезема не изучены, что затрудняет организацию его производства. Проведение исследований по получению теплоизоляционного материала на основе жидкостекольной композиции из микрокремнезема является актуальным.
Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетных тематик 67.15.55, 67.09.55, в соответствии с научным направлением «Разработка композиционных строительных материалов с заданными свойствами и технологией их изготовления путем комплексного использования местных сырьевых ресурсов», подраздел «Исследование местных сырьевых ресурсов для получения эффективных строительных материалов».
Целью диссертационной работы является разработка зернистого теплоизоляционного материала на основе высокомодульной жидкостекольной композиции из микрокремнезема и научно обоснованных технологических приемов его производства.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Обосновать выбор местного техногенного сырья для изготовления зернистого теплоизоляционного материала.
Исследовать влияние состава и технологии получения высокомодульной жидкостекольной композиции на свойства зернистого теплоизоляционного материала.
Исследовать влияние режимов тепловой обработки отформованных гранул на свойства теплоизоляционного материала.
Провести физико-химические исследования, с целью изучения фазовых изменений в процессе структурообразования гранул на основе высокомодульной жидкостекольной композиции из микрокремнезема.
Разработать технические условия на зернистый теплоизоляционный материал на основе высокомодульной жидкостекольной композиции, технологический регламент его производства и провести опытно-промышленные испытания.
7 Научная новизна работы:
Установлено, что при повышении силикатного модуля жидкостекольной композиции до 5 и средней плотности до 1,4 г/см3 обеспечивается получение минимальной средней плотности гранул, что позволило получить зернистый теплоизоляционный материал с насыпной плотностью 70-120 кг/м и коэффициентом теплопроводности 0,05-0,07 Вт/(м-С).
Установлено, что максимальное вспучивание гранул происходит при концентрации щелочного раствора жидкостекольной композиции 16,8-17,4% и двухступенчатой термообработке отформованного теплоизоляционного материала при температуре 100С (10 мин) и 400С (10 мин).
Установлено, что при температуре тепловой обработки жидкостекольной композиции равной 95 С и сокращении длительности тепловой обработки на 50-100% наблюдается неполное взаимодействие микрокремнезема с щелочью, создаются равномерно распределенные центры кристаллизации, что позволило повысить скорость структурообразования гранул теплоизоляционного материала и достигнуть прочности на сжатие 0,65 МПа.
Практическая значимость работы
Разработаны составы смесей и получен зернистый теплоизоляционный материал на основе высокомодульной жидкостекольной композиции, с насыпной плотностью от 70 до 120 кг/м3, прочностью при сжатии от 0,5 до 1 МПа, водопоглощением по объему 7%.
Разработаны технология и технологический регламент получения зернистого теплоизоляционного материала.
Разработаны технические условия, позволяющие использовать зернистый теплоизоляционный материал для повышения теплозащиты ограждающих конструкций (ТУ 5712-018-02069295-2003 «Материалы теплоизоляционные зернистые на основе жидкого стекла из микрокремнезема»).
Проведена промышленная апробация разработанных рекомендаций по получению зернистого теплоизоляционного материала на основе высокомо-
8 дульной жидкостекольнои композиции из микрокремнезема и показавшая эффективность применения.
Апробация работы
Результаты исследований докладывались и обсуждались: на XXII научно-технической конференции БрГТУ (г. Братск 2001 г.); на втором международном научно-техническом семинаре ТГАСУ «Нетрадиционные технологии в строительстве» (г. Томск 2001 г.); на третьей Всероссийской конференции Чувашского государственного университета «Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкций» (г. Чебоксары
2001 г.); на седьмой Всероссийской научно-технической конференции
КГАЦМиЗ «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономи
ка» (г. Красноярск 2001 г.); на международных научно-технических конфе
ренциях ГТГАСА «Композиционные строительные материалы. Теория и
практика», «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Пенза
2002 г., 2005 г.); на десятых академических чтениях РААСН КГАСУ «Дос
тижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практи
ки строительного материаловедения» (г. Казань 2006 г.).
Публикации
Основное содержание работы и ее результаты опубликованы в 10 печатных работах, в том числе две статьи в журнале, входящем в перечень ВАК, и приведены в описании двух полученных патентов.
На защиту выносятся:
результаты исследований влияния состава и параметров изготовления высокомодульной жидкостекольнои композиции на свойства зернистого теплоизоляционного материала;
результаты исследований параметров тепловой обработки зернистого теплоизоляционного материала;
результаты физико-химических исследований структурообразования зернистого материала;
результаты исследований физико-механических свойств зернистого теплоизоляционного материала;
результаты опытно-промышленных испытаний разработанных составов и технологических приемов по изготовлению зернистого теплоизоляционного материала.
Диссертационная работа выполнялась с 2000 по 2006 г. Экспериментальные исследования проводились автором в лабораториях Братского государственного и Томского государственного архитектурно-строительного университетов.
Структура и объем работы
Диссертационная работа изложена на 144 страницах основного текста, содержит 36 рисунков, 27 таблиц; состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка используемой литературы, содержащего 127 источников, 9 приложений на 45 страницах. Общий объем работы 189 страниц.
Зернистые теплоизоляционные материалы на основе жидкого стекла
В условиях бурного развития малого бизнеса и индивидуального творчества появляется большое количество новых теплоизоляционных материалов, поражающих декларированными свойствами и ценами.
Распространенность сырьевой базы, простота технологии, низкие капиталовложения и энергозатраты определяют в последнее время высокую экономическую эффективность зернистых теплоизоляционных материалов на основе вспученного жидкого стекла [35-39]. Получение пористых стекловидных масс из гидратированного растворимого стекла путем его нагревания не представляет трудностей. Такие массы при очень высокой пористости имеют низкую плотность и соответственно малую теплопроводность. На этих свойствах основано изготовление теплоизоляционных материалов на основе жидкого стекла [40].
Теплоизоляционные изделия на основе вспученного жидкого стекла включают широкую гамму материалов, основным структурообразующим элементов которых являются продукты термического или химического вспучивания гидратированных щелочных силикатов.
Различают вспученные жидкостекольные материалы (продукты вспучивания гидратированных растворимых стекол) и композиционные материалы, включающие гранулированное вспученное жидкое стекло и связующее. По природе вспучивания жидкостекольные материалы разделяются на термовспу-ченные и вспученные в результате химического взаимодействия жидкого стекла со специальными добавками. Зернистые теплоизоляционные материалы относят к термически вспученным материалам [41].
Зернистые материалы в зависимости от гранулометрического состава разделяются на крупнозернистый с размером зерен более 5 мм и мелкозернистый - от 0,01 до 5 мм.
Основным различием эксплуатационных свойств материалов на основе вспученного жидкого стекла является их отношение к действию воды. Неводостойкие материалы должны эксплуатироваться при относительной влажности воздуха не более 75%, повышенной водостойкости - выдерживают длительное воздействие воды [17].
Наиболее эффективными являются два вида теплоизоляционных материалов на основе жидкого стекла: стеклопор и бисипор. В России освоили выпуск нового материала - стеклопора, вспученных гранул на основе жидкого стекла [42]. Стеклопор обладает низкой насыпной плотностью и высокой теплопроводностью, относится к негорючим материалам. Последнее позволяет значительно расширить область применения теплоизоляционных материалов на его основе. Ассортимент изделий из стеклопора разнообразен: от использования в качестве теплоизоляционных засыпок до изделий самых сложных форм. Технология получения стеклопора проста и неэнергоемка. Исходным сырьем является жидкое натриевое стекло. Для придания гидрофобности и прочности в смесь добавляют различные добавки. Готовая смесь жидкого стекла с добавками поступает в фильеру, где, проходя через отверстия, дробится на капли. Капли падают в раствор СаСІг и с помощью транспортерной ленты выносятся наверх. За время нахождения в растворе СаСЬ (до 40 мин.) капли гранулы набирают необходимую механическую прочность. Влажные гранулы сна-сначала подсушивают при температуре 80С - 90С, а затем вспучивают за счет испарения воды при температуре размягчения силикатной массы стекло-пора. Рациональная температура вспучивания не превышает 400С [43]. Однако, стеклопор, произведенный по указанной технологии обладает плохой водостойкостью, он разрушается в воде уже через один час. Попытки повысить водостойкость стеклопора сводились либо к повышению насыпной плотности с одновременным ухудшением показателей по теплопроводности и по стоимости продукции, либо к повышению вязкости жид-костекольной смеси, что усложняло технологический процесс. В Санкт-Петербургском Высшем Военном Инженерном Строительном училище [43] подобрали жидкостекольную смесь, основу которой составляет жидкое стекло и химические добавки, значительно улучшающие водостойкость и прочность гранул, за счет создания твердой, ингибирующей оболочки и единой внутренней структуры гранул. При этом им удалось упростить технологический процесс получения стеклопора. Так был ликвидирован помол добавок, поскольку они применяются только в виде водных растворов. Кроме того, удалось обеспечить постоянство вязкости жидкостекольной смеси в течение 20 - 30 мин. (необходимых для формования гранул), сократить время формования гранул в растворе СаС12до 20 мин, и, тем самым, увеличить производительность линии. Одновременно, при этом, возросла водостойкость композиции. Полученный стеклопор обладал следующими физико-механическими характеристиками: - диаметр гранул 8...10 мм; - насыпная плотность 60... 100 кг/м3; - теплопроводность 0,04..,0,05 Вт/(м-С); - прочность при сжатии в цилиндре при 20% деформации 0,15.. .0,20 МПа; - водопоглощение не более 18%; - водостойкость при кипячении в воде не менее 20 ч. Для получения стеклопора использовалось стандартное оборудование [44]. В таблице 1.1 для сравнения приведены основные характеристики стеклопора и других теплоизоляционных материалов.
Химический и гранулометрический состав микрокремнезема
В данной главе представлены результаты исследования процессов получения и свойств гранул на основе высокомодульной жидкостекольнои композиции из микрокремнезема.
Работами кафедры «Строительное материаловедение и технологии» Братского государственного университета установлена возможность получения жидкого стекла из микрокремнезема, что позволяет значительно уменьшить энергозатраты при получении жидкого стекла [82, 97], Особенностью получения жидкого стекла из микрокремнезема - «мокрым способом», разработанной Ю.П. Карнауховым и В.В. Шаровой [85], является то, что процесс тепловой обработки происходит при атмосферном давлении и температуре 85 - 90С в течение 20 - 60 мин. Однако, составы исходных компонентов и технологических параметров получения высокомодульной жидкостекольнои композиции из микрокремнезема, применительно к условиям получения зернистых теплоизоляционных материалов не проводились.
Принципиальная возможность получения гранулированного теплоизоляционного материала на основе жидкостекольнои композиции из микрокремнезема показана Т\Н. Радиной [106-108]. Технология его производства проста, малоэнергоемка и может быть осуществлена на технологических линиях по производству керамзита при незначительной реконструкции. Отсутствие составов и результатов исследований для установления технологических параметров изготовления зернистого теплоизоляционного материала на основе высокомодульных жидкостекольных композиций не позволяют разработать материал с установленными требованиями.
В данной работе теплоизоляционный зернистый материал, для использования в ограждающих конструкциях в качестве теплоизоляции, получали по технологии, включающей следующие операции: приготовление состава жидко-стекольной композиции, тепловая обработка полученной смеси в реакторе, формование гранул из смеси и их вспучивание,
С окончанием формовки в процессе изготовления зернистого теплоизоляционного материала методом естественного твердения завершается один из производственных этапов. Однако гранулы в таком состоянии еще не обладают теми свойствами, которые необходимы для использования в строительстве [109]. Гранулы не обладают достаточной прочностью полученной после термической обработки, для этого их вспучивают. Исходя из литературных данных [102, 107], температура тепловой обработки гранул при вспучивании принята 500С.
Предложенная автором последовательность технологических процессов производства зернистого теплоизоляционного материала на основе высокомо-дулыюй жидкостеколшой композиции из отхода производства кристаллического кремния - микрокремнезема опубликована в работе [110].
Доказано, что с повышением силикатного модуля жидкостекольной композиции повышается водостойкость гранул, изготовленных на основе такой композиции [95]. С иелью установления оптимального силикатного модуля композиции, для получения зернистого теплоизоляционного материала приготовленного на ее основе, проведены исследования физико-механических характеристик гранул, изготовленных на основе жидкостекольной композиции с изменением силикатного модулям от 3 до 5 [111],
Жидкостекольную композицию с плотностью 1,4 г/см получали прямым растворением микрокремнезема в едкой щелочи в один этап приготовления при атмосферном давлении и температуре 95С в течение 10 - 20 мин, в зависимости от силикатного модуля [112],
Отмечено, что после охлаждения жидкостекольных композиции до комнатной температуры, их вязкость значительно возрастала и консистенция смеси была пригодна для формования гранул. Это, очевидно, связано с процессами коагуляции, которые интенсифицируются при повышении силикатного модуля композиции [51]. Поэтому в данных системах нет необходимости использования отвердителя и наполнителя. В данной работе для определения физико-механических характеристик теплоизоляционного материала использовали гранулы фракционного состава 10-20 мм.
Свойства гранул, полученных на основе жидкостекольной композиции с разным силикатным модулем, представлены в табл. 3.1.
Исследования показывают, что с увеличением силикатного модуля композиции увеличивается плотность материала. Зависимость плотности гранул от силикатного модуля композиции обуславливается количеством воды в жидких стеклах. Минимальную плотность имеют гранулы, полученные на основе жидкостекольной композиции с силикатным модулем 3, имеющих самое высокое содержание воды. Максимальная плотность у гранул на основе композиции с силикатным модулем 5, имеющих самое низкое содержание воды. Графические зависимости по изменению плотности гранул в зависимости от силикатного модуля жидкостекольной композиции представлены нарис. 3.1 а.
Зависимости общей, открытой и закрытой пористости гранул от силикатного модуля композиции проиллюстрированы на рис. 3.1 б. Общая пористость гранул на основе жидкостекольных композиций с различными силикатными модулями находится в пределах 86,6-93,4%. Сравнительный анализ полученных результатов показал, что образцы, изготовленные из композиции с силикатным модулем 5 имеют наименьшую общую пористость - 86,6%.
Критерии выбора свойств гранул на основе высокомодульной жидкостекольной композиции с различным силикатным модулем
Поскольку основным техническим продуктом, применяемые в строительстве, являются низкомодульные жидкие стекла с силикатным модулем менее 3, то большинство исследований посвящены изучению именно этих жидких стекол. Сведений об изучении структуры продуктов, образовавшихся в области высокомодульных жидкостекольных композициях, крайне мало.
С целью изучения фазовых изменений, происходящих при формировании структуры и получении зернистого материала на основе высокомодульной жидкостекольнои композиции использовали рентгеноструктурный, деривато-графический и ИК-спектроскопический методы анализа.
Для выявления новообразований в зернистом теплоизоляционном материале исследовали образцы гранул на основе высокомодульной жидкостекольнои композиции с силикатным модулем 5 при Ж/1-0,94.
Рентгенограммы микрокремнезема, высокомодульной жидкостекольнои композиции с силикатным модулем 5 и зернистого теплоизоляционного материала представлены на рис. 4.11.
Сравнение рентгенограмм зернистого теплоизоляционного материала и исходных компонентов выявило структурные изменения, связанные с увеличением кристаллической составляющей.
Анализ высокомодульной жидкостекольнои композиции показал, что большинство продуктов, образующихся в составе материала, представлен аморфной фазой, которая не идентифицируется данным методом. А также обнаружен пик, соответствующий кварцу (d=0,334 нм). Дифракционные максимумы зернистого теплоизоляционного материала, полученные вспучиванием гранул из высокомодульной жидкостекольнои композиции при температуре 400С показали интенсивность процесса образования кристаллической фазы при указанной температуре. Из представленных данных видно, что в процессе тепловой обработки теплоизоляционного материала происходит кристаллизация материала с образованием кристобалита (d=03285 нм; 0,403 нм) и кварца (d—0,181 нм; 0,334 нм). Что обеспечивает механические характеристики материала.
Состав аморфной фазы изучали с помощью метода дифференциально-термического анализа и ИК-спектроскопи чес кого анализа. По наличию температурных пиков проводили анализ исследуемого вещества [104].
Анализ дериватограммы гранул до вспучивания показал наличие следующих эффектов (рис. 4,12): эндотермический эффект при температуре 160С; перегиб при температуре 340С; экзотермический эффект при температуре 500С; экзотермический эффект при температуре 695С; На кривой дериватограммы вспученных гранул наблюдается два эндотермических эффекта: в области температур от 70 до 150С и в области температур от 475 до 550С, а также три экзотермических эффекта: при температурах 450,680 и 750Т.
Согласно литературным данным [90], эндотермический эффект при температуре 160С может быть отнесен к процессам дегидратации, причем эти процессы, согласно В,И. Корнееву и В.В. Данилову [51] происходят в широком диапазоне температур, вплоть до 350С, о чем свидетельствует также наличие перегиба на кривой деривата граммы высокомодульной жидкосте-кольной композиции в области 340С. Кроме того, удаление конституционной воды сопровождается анионной поликонденсацией, называемой обычно полимеризацией [51]. Так, в диапазоне температур 100-300С силикаты натрия по-лимеризуются в дисиликат натрия Na2Si2053 двузамещенные ортосиликаты -при нагревании температуры до 120С превращаются в Na2Si03» а при температурах более 400С образуется бисиликат натрия Na6Si207 с увеличением количества кристаллизационно - связанной воды. Эндотермические эффекты при 475, 550С также сопровождаются потерей массы. Эти эндотермические эффекты отнесены нами к потере кристаллической воды.
Эндотермические эффекты в области температур от 70 до 150С соответствуют удалению кристаллической воды. Процесс лроисходит ступенчато, так как состав гидросиликатов натрия - основного продукта материала — представлен группой гидросиликатов натрия с различным количеством кристаллически - связанной воды. Что еще раз подтверждает возможность применения двухступенчатого режима термообработки. Это согласуется с литературными данными, описанными в [51], где авторы выделяют существование следующих силикатов натрия: Na2Si03, Na2H2Si04-4H20, Na2H2Si04 5H20, Na2H2Si04 7H20, Na2H2Si04 8H20.
Экзотермический эффект при температурах 450 - 500С отнесен к гидросиликату Na2Si205 и протекает с уменьшением масс образца. Вероятнее всего, в этой области может происходить выгорание органических примесей, а также удаление кристаллической воды из гидросиликатов натрия. Экзотермический эффект в области температур 680-695С свидетельствует о полиморфном а - (3 переходе этого силиката натрия. Из литературных данных [51] известно, что переход Р - Na2Si205 (низкотемпературная форма) в а - Na2Si205 (высокотемпературная форма) происходит при температуре 678С. Экзотермические эффекты при 680 и 750С происходят без изменений масс образца и относятся к процессам кристаллизации кристобалита и кварца.
Анализ ИК-спектров зернистого теплоизоляционного материала позволил отметить следующее, что на спектрах образцов наблюдается смещение полосы поглощения в сторону уменьшения волнового числа в области около 500 до 1750 см"1 (рис. 4.13), низкочастотная область спектра представлена на рис. 4.14.
Согласно литературным данным [119-120] полоса поглощения в области 1096 см"] относится к колебаниям силоксановой связи Si-O. В ИК-спектре образца отмечается очень сильная полоса поглощения в этой области спектра, однако, происходит ее смещение в области низких частот на 1085,3 см" . Согласно авторам [120], понижение частоты Si-О обусловлено образованием полимерных соединений Si-O-Si с открытой цепью.
Влияние времени выдержки гранул до тепловой обработки на свойства зернистого материала
Основным сдерживающим фактором применения микрокремнезема является ею ультрадисперсность. Поэтому при работе с этим материалом иснолмуюіся дополнительные ісхнолотичсекие операции по гранулированию или уплотнению микрокремнезема. В предлатаемой работе микрокремне іем можно рассматривать как сырьё высокой степени юговности.
На базе полученных резулыашв предложены две схемы производств зернистої о теплой юляциоттного материала.
Раїрабоїка їсрниетоіо теплоизоляционною материала по первой схеме произволе паа [122, 123], предсіаилепа на рис. 5.1 и в іабл. 5.1. Произволе і во маїериала можно осуіцесівиїь без существенных капиталовложений па свободных площадях действующих предприятий.
Для производства сернистою теплоизоляционною материала необходимы следующие компоненты: микрокремпезем, водный раствор гидроксида натрия и вода. Микрокремнезём доставляется автогранспоргом (в бшб шах) с завода кристаллического кремния и вьпружасіся в силосы для хранения. [Зсс операции, осуществляемые по ірансноршровке микрокремнезёма, должны выполняться в условиях, предотвращающих ею пыление и выделение в окружающую среду. КаусJическая сода доставляется автотранспортом в виде водною раствора в ёмкость для хранения.
її цеху располагаются расходные бункеры для всех комиопешов. Микрокремнезём подаётся и силосов в расходный бункер винтовым (шнековым) конвейером. Дозирование компонентов осуществляема автоматическими (весовыми и объемными) дозаторами. Отдозированные и заданных количествах сырьевые компоненты поступаю! в реакюр для тепловою синтеза, оборудованный паровой рубашкой (или ізнами) и мешалкой. После загрузки комио-непгов в реактор начинается тепловая обработка сырьевой смеси (при одновременном перемешивании), которая длится в течение 10 мин. при 90-95С и атмосферном давлении.
Полученная жидкостеколытая композиция через выгрузочное отверстие поступает в винтовой конвейер и подается в вакуумный тпнековый пресс. Данный пресс иредлаїаетея использовать исходя из специфических свойств жидкое J еколыюй композиции. Готовая композиция харакіери зуегся повышенными гусіоюії» ЕШКОСГЫО и когезисй, причем все зіи свойства находяїся в прямой чависимосіи оі іемпературьт окружающей среды. Поэтому пресс оборудован рубашкой для подвода пара или холодной воды. Оптимальная темперлу-ра жидкоетеколытой композиции для формования сырцовых і ранул сосіавляеі 30-40С. Поскольку температура композиции перед подачей в пресс може і досі ига іь 80-85С, необходима подача холодной воды для охлаждения. В случае остановки технолошческого процесса к прессу осущесівляеіся подвод пара, Эш предусмотрено для того, чтобы готовая жидкостекольная компошция тіе затвердела,
В шнековом вакуумном прессе происходи і прессование композиции и жіу [ы, которые при подаче в тарельчатый гранулятор самопроизвольно (под дейсівием собеївенной силы іяжесіи) разбиваются на цилиндры. 11а тарельчатый ірапуляюр одновременно осуществляется подача отходящих дымовых та-10В ог сушильною барабана. Таким образом, сформированные сырцовые і-ра-нулы подсушиваются и упрочняются. Подсушенные іранульї подаются лен-і очным конвейером в сушильный барабан. Вспучивание гранул осущесівляеі-ся при іемпературе 300-400С. Сисіема подачи маїериала (ірапул) и теплоносителя - проіивоючная. Коніроль темпераіурьі в сушильном барабане осуществляется термопарами. Производительность барабана зависит от угла ею па-клопа (обычно устанавливается с уклоном 3-5%) и може і бьпь увеличена.
Вспученные ірапульї ковшовым элеватором подаются в классификаюр, в ко юром распределяются на фракции (5-\0, 10-20, 20-40 мм) и заіем иосіупаюі в бункеры накопителя.
На базе полученных исследований разработан технологический регламент на производсіво теплоизоляционного зернистого материала (прилож, 2),
Поскольку протіесс изготовления зернистого теплоизоляционного материала разделен на два основных этапа: изготовление [ранул и их последующее вспучивание, ю организация промышлепною выпуска материала возможна по следующей двухсіадийпой схеме производства: выпуск гранул на одном предприятии, а ею вспучивание на друш.м предприятии.
