Высокотемпературные теплоизоляционные материалы широко применяются в гражданском строительстве в качестве огнезащитных материалов, а также во многих отраслях промышленности. В качестве сырья для их производства используют горные породы и отходы промышленного производства. Подтверждена возможность использования в качестве высокотемпературной теплоизоляции керамовермикулитовых и керамоперлитовых материалов на волластонитовой связке. Материалы получены обжигом шихты из мела, диатомита и термостойкого заполнителя (вспученный перлит (ВП), вспученный вермикулит (ВВ)). Материал обожженных образцов с ВВ состоит в основном из кристаллической фазы волластонита и биотита с незначительным количеством кварца и акерманита-геленита. При использовании в качестве термостойкого заполнителя ВП в материале обожженных образцов, кроме кристаллической фазы волластонита, присутствует небольшое количество плагиоклазов, а также появляется аморфная фаза. Определены физико-механические свойства шихты и обожженных образцов, а также изучно влияние кажущейся плотности и фазового состава разработанных материалов на изменение их теплоизоляционных свойств при высокой температуре. Теплоизоляционные свойства материалов при высокой температуре определяли при одностороннем воздействии на образец теплового потока от нагревательной камеры муфельной печи. Образцы из разработанных материалов имеют кажущуюся плотность от 375 до 630 кг/м3 и прочность при сжатии от 0,95 до 3,25 МПа. Разработанные керамоперлитовые материалы на волластонитовой связке могут быть использованы в качестве высокотемпературной теплоизоляции до +900 °С, а керамовермикулитовые – до +1050 °С. По многим физико-механическим и теплофизическим свойствам полученные материалы не уступают известным аналогам.
Александр Иванович Родин – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры строительных материалов и технологий, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Саранск, Россия
Анатолий Анатольевич Ермаков – аспирант кафедры строительных материалов и технологий, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Саранск, Россия
Сергей Александрович Коротаев – канд. техн наук, доцент, доцент кафедры зданий, сооружений и автомобильных дорог, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Саранск, Россия
Владимир Михайлович Кяшкин – канд. физ.-мат. наук, доцент, ст. науч. сотрудник кафедры строительных материалов и технологий, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Саранск, Россия
Наталья Геннадьевна Родина – мл. науч. сотрудник кафедры строительных материалов и технологий, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, Саранск, Россия
1. Da Silva V. J., Taveira S. K. A., Silva K. R., et al. Refractory ceramics of clay and alumina waste // Materials Research. 2021. V. 24, No. 2. P. 1 – 10. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2020-0485
2. Займан Дж. М. Электроны и фононы. Теория явлений переноса в твердых телах. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 488 с.
3. Демин Е. Н., Андреев В. П. Эффективность теплоизоляционных материалов при высоких температурах // Огнеупоры и техническая керамика. 2004. № 6. С. 41 – 44.
4. Jiang F., Zhang L., Jiang Z., et al. Diatomite-based porous ceramics with high apparent porosity: Pore structure modification using calcium carbonate // Ceramics International. 2019. V. 45, No. 5. P. 6085 – 6092. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.12.082
5. Руми М. Х., Уразаева Э. М., Мансурова Э. П. и др. Получение высокопористых материалов на основе огнеупорных глин // Стекло и керамика. 2020. Т. 93, № 3. С. 10 – 17. [Rumi M. H., Urazaeva E. M., Mansurova E. P., et al. Production of highly porous materials based on refractory clay // Glass Ceram. 2020. V. 77, No. 1. Р. 87 – 93. DOI: 10.1007/s10717-020-00246-z]
6. Кащеев И. Д., Земляной К. Г. Возможности получения высокоглиноземистого сырья из техногенных отходов для керамической и огнеупорной промышленности (обзор) // Новые огнеупоры. 2019. Т. 1, № 5. С. 83 – 89. DOI: 10.17073/1683-4518-2019-5-83-89
7. Wang X., Feng J., Hwang J.-Y., et al. Hydrothermal synthesis of a novel expanded vermiculite/xonotlite composite for thermal insulation // Construction and Building Materials. 2023. V. 367. 130254. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.130254
8. Xuewu Li., Jingsong L., Tian Sh., et al. Tribological behaviors of vacuum hot-pressed ceramic composites with enhanced cyclic oxidation and corrosion resistance // Ceramics International. 2020. V. 46, No. 9. P. 12911 – 12920. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.02.057
9. Родин А. И., Ермаков А. А., Кяшкин В. М. и др. Высокотемпературная керамовермикулитовая теплоизоляция на волластонитовой связке // Стекло и керамика. 2023. Т. 96, № 7. С. 25 – 34. DOI: 10.14489/glc.2023.07.pp.025-034[Rodin A. I., Ermakov A. A., Kyashkin V. M., et al. High temperature ceramic-vermiculite thermal insulation with wollastonite binder // Glass Ceram. 2023. V. 80. P. 283 – 289. DOI: 10.1007/s10717-023-00599-1]
10. Erofeev V. T., Korotaev S. A., Vatin N. I. deformation and heat-insulating characteristics of light concrete on porous burned binder under heating // Materials Physics and Mechanics. 2023. V. 51, No. 1. P. 33 – 41. DOI: 10.18149/MPM.5112023_4
11. Wu X.-W., Li Z.-B., Shi C.-Q., et al. High thermal resistant fireproof and waterproof aluminum dihydrogen phosphate-expanded perlite composite thermal insulation board // Environmental Progress & Sustainable Energy. 2018. V. 37. P. 1319 – 1326. DOI: 10.1002/ep.12813
12. Руми М. Х., Уразаева Э. М., Нурматов Ш. Р. и др. Минералогические особенности вспучиваемых вермикулитовых руд // Стекло и керамика. 2022. Т. 95, № 9. С. 55 – 65. DOI: 10.14489/glc.2022.09.pp.055-065 [Rumi M. K., Urazaeva E. M., Nurmatov Sh. R., et al. Mineralogical aspects of expanded vermiculite ores // Glass Ceram. 2023. V. 79. P. 386 – 392. DOI: 10.1007/s10717-023-00518-4]
13. Petersen R. R., Christensen J. F. S., J?rgensen N. T., et al. Preparation and thermal properties of commercial vermiculite bonded with potassium silicate // Thermochimica Acta. 2021. V. 699. 178926. DOI: 10.1016/j.tca.2021.178926
14. Rashad Alaa M. Vermiculite as a construction material – a short guide for civil engineer // Construction and Building Materials. 2016. V. 125. P. 53 – 62. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.08.019
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2024.06.pp.027-035
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
