ВСПЕНЕННЫЙ СИЛИКАТНЫЙ ГРАНУЛИРОВАННЫЙ МАТЕРИАЛ

Отрасль промышленности: строительство.

Краткое описание: сущность технологии получения вспененного силикатного материалов базируется на принципах, включающих:
– вспенивание гранулированного полуфабриката обеспечивает возможность получения на его основе, как блоков, так и щебня и гравия, снижает трудоемкость процесса и энергозатраты;
– в качестве сырья используется не стеклобой и не механическая смесь компонентов, а химические соединения, содержащие в своем составе все необходимые компоненты как для стеклообразования, так и для вспенивания;
– конечный продукт получается путем гидротермального синтеза стекла из силикатов с одновременным вспениванием;
– синтез осуществляется при низких в сравнении с традиционным стекловарением температурах (350–600°С); вспенивание осуществляется при пиропластическом состоянии материала выделяющимися из него парами воды;
– придание водостойкости вспененному материалу достигается за счет ввода в шихту водоупрочняющих добавок.
Технологический процесс изготовления гранулированного вспененного силикатного материала с насыпной плотностью 80–200 кг/м3 (в зависимости от размера гранул) включает стадии: сушку и механоактивацию исходного сырья; дозирование, смешение и увлажнение компонентов; получение гидратированных полисиликатов; гранулирование продукта; вспенивание при температуре 350–600°С; классификацию гранул.

Новизна разработки: в сравнении с пеностеклом материал отличается существенно меньшей температурой вспенивания (350–550°С), отсутствием стадии отжига, удешевлением производства в 2,8 раза. В сравнении с керамзитом материал обладает существенно меньшей насыпной плотностью при сохранении механической прочности, производится по одностадийной технологии, не требующей специального оборудования.

Актуальность: в Республике Беларусь в настоящее время производятся теплоизоляционные материалы как органической (полимерные) так и неорганической природы. Полимерные утеплители наряду с прекрасными теплоизоляционными характеристиками обладают по крайней мере двумя недостатками, ограничивающими их использование:
– пожароопасность;
– изменение свойств в процессе эксплуатации, ограниченный срок службы.
Из неорганических утеплителей в РБ производятся керамзит, производство пеностекла остановлено. В последние десятилетия наметилась тенденция к замене ораганополимерных утеплителей неорганическими пеноматериалами. Их преимуществом является сочетание низкой теплопроводности с термостойкостью и негорючестью. От известных неорганических теплоизоляционных материалов (пеностекло, керамзит) они отличаются простотой технологического процесса и низкими температурами синтеза (менее 500 0С). Так весьма перспективными считаются щелочносиликатные пеноматериалы, получаемые путем термического или холодного вспенивания водных растворов силикатов щелочных металлов, у которых достигнуты весьма низкие значения кажущейся плотности и теплопроводности (до 60 кг/м3 и 0,03 Вт/мּК соответственно) при сохранении достаточной прочности структуры.

Преимущество перед аналогами: в сравнении с пеностеклом материал отличается существенно меньшей температурой вспенивания (менее 600 °С), отсутствием стадии отжига, удешевлением производства в 2,8 раза. Преимуществом предлагаемой технологии является преодоление общего недостатка известных пеноматериалов: низкой химической стойкости к воде, особенно горячей. Обеспечена возможность изменения в широких пределах размеров гранул (от 0,5 до 30 мм). По сравнению с пеностеклом материал отличается существенно меньшей температурой вспенивания, отсутствием стадии отжига.

Назначение и область применения: уникальный комплекс характеристик позволяет применять его в качестве утепляющих и звукоизолирующих засыпок, заполнителей для легких бетонов, теплых и санирующих штукатурных смесей и кладочных растворов, служить основой для легковесных плит и скорлуп, используемых для термоизоляции оборудования. Перспективно его использование в качестве сорбента и фильтрующей среды.

Основные технико-экономические показатели: высокопористая структура и силикатная основа обеспечивают следующие свойства:
– насыпная плотность ρ=80–200 кг/см, в зависимости от фракционного состава;
– водостойкость эффективная Н=2,69–5,47 мг/см3;
– потери массы при кипячении – менее 3–4 %;
– прочность на раздавливание Р = 0,6–1,2 МПа;
– отсутствие запаха и эмиссии вредных веществ;
– негорючесть (класс НГ);
– биологическая устойчивость;
– себестоимость 1м3– 50$

Вид экспоната: натуральный образец.

Основные потенциальные потребители разработки:

Предлагаемые формы сотрудничества: ведется сотрудничество с ОАО «Гомельский химический завод».

Контакты: 

Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет»
220006, Минск, ул. Свердлова, 13А.
тел.: +375 29 393 03 73
Научный руководитель – Терещенко Игорь Михайлович, доцент, к.т.н.
Магистрант – Жих Божена Петровна