Thermal Insulation Materials with High-porous Structure Based on the Soluble Glass and Technogenic Mineral Fillers

• Autorzy: Pavlenko A. , Szkarowski A.

Warianty tytułu

PL

Izolacja termiczna o strukturze wysokoporowatej na bazie szkła wodnego i wypełniaczy mineralnych o pochodzeniu poprodukcyjnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We report results of research into processes of formation of porous structure by the method of thermal bloating of the gel­like mixture of raw materials. Regularities of the course of physical­chemical transformations are considered in the material when it is heated; as a result, we established the initial water content in the raw mixture, optimal for the formation of xerogel, and the residual water content in gel, sufficient for effective bloating. The raw mix of silica-containing technogenic component – fly ash of thermal power plants – and the methods of preparing waterproof porous thermal insulating materials of extended application on its base according to the powder low-temperature technology has been developed using multifunctional properties of soluble glass as: a) a binding component; b) blowing agent; c) the raw mix hardening rate regulator. The physical and chemical, technological aspects of obtaining and using the suggested alkaline-silicate compositions have been considered. We proposed the optimized composition of the raw mixture that employs maximally permissible amount of ash as a mineral filler; the thermal modes of bloating are studied. Based on the data obtained, a new technology for the production of porous thermal insulation materials is created.

PL

Przekazujemy wyniki badań procesów powstawania porowatej struktury metodą termicznego wzdęcia żelowej mieszaniny surowców. Badaliśmy przemiany fizyko-chemiczne surowej mieszaniny po jej ogrzaniu, co umożliwiło określenie początkowej zawartości wody w surowej mieszaninie, optymalnej dla tworzenia się kserożelu i resztkowej zawartości żelu, wystarczającej do skutecznego pęcznienia. Surowa mieszanina zawiera lotny popiół z elektrowni cieplnej, jak również sposoby wytwarzania porowatych materiałów wodoodpornych, wytrzymałych materiałów izolacyjnych na bazie technologii proszek o niskiej temperaturze zostały opracowane przy użyciu właściwości wielofunkcyjnych szkła wodnego jako: a) element łączący; b) środek porotwórczy; c) regulator szybkości utwardzania dla surowej mieszaniny. Uwzględniono fizyko-chemiczne, technologiczne aspekty wytwarzania i stosowania proponowanych kompozycji alkaliczno-krzemianowych. Zaproponowaliśmy zoptymalizowany skład surowej mieszaniny, która wykorzystuje maksymalną dopuszczalną ilość popiołu jako wypełniacza mineralnego; rozważane są tryby obrzęku termicznego. Na podstawie uzyskanych danych opracowano nową technologię produkcji porowatych materiałów termoizolacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

fly ash; soluble glass; composite insulation materials; alkaline silicate; thermal bloating

PL

popiół lotny; szkło wodne; kompozytowe materiały termoizolacyjne; krzemiany alkaliczne; termiczne wzdęcia

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 1
• Strony: 725--740
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Pavlenko A.

• Kielce University of Technology

autor

Szkarowski A.

• Koszalin University of Technology

Bibliografia

• 1. Bohdal, T. (2013). Investigations of Environmentally Friendly Refrigerants’ Phase Changes in Minichannels. Rocznik Ochrona Środowiska, 15, 107-126.
• 2. Breck, D. (1976). Zeolite molecular sieves. Moscow. Mir. 744.
• 3. Demidovich, B. (1975). Foam glass. Minsk. Science and Technology. 248.
• 4. Fei, Shi, Lijiu, Wang, Jingxiao, Liu, Miao, Zeng, (2007). Effect of heat treatment on silica aerogels prepared via ambient drying. Mater. Sci. Technol., 23(3), 402-406.
• 5. Koshlak, H., Pavlenko, A., Piotrowski, J. (2016). The energy parameters of Fformation of the porous structur. Structure and environment, 3, 206-211.
• 6. Koshlak, H. (2017a). Use of burshtyn tpp ash for the production of expanded gas concrete. Journal of new technologies in environmental science, 1, 24-33.
• 7. Koshlak, H. (2017b). The rate of formation pores in the material which swells. Journal of new technologies in environmental science, 1, 33-40.
• 8. Leonovich, S. (2012). Osobennosti polucheniya Shchelochno-silikatnykh teploizoliatsionnykh materialov. Science and Technology. 6, 45-50.
• 9. Maliavsky, N., Zvereva, V. (2015). Calcium-silicate liquid glass hardeners for obtaining water-resistant alkaline-silicate insulants. Internet-bulletin of the VolgGASU, 2(38). www.vestnik.vgasu.ru.
• 10. Meizel, I., Sandler, V. (1988). Technology of heat-insulating materials. Moscow. Higher school. 156p.
• 11. Ovcharenko, G. (2000) Zeolites in Building Materials. Barnaul. AltGTU. 320.
• 12. Patent of the Russian Federation No. 2161142, IPC (International Patent Classification) С04В 28/24. Sposob polucheniya teploizoliatsionnokonstruktsionnogo materiala na osnove vspuchennogo vermikulita [Method of obtaining heat-insulating construction material based on expanded vermiculite]. A.V. Pariy, N.S. Nikonova, E.A. Bazhanov – Claimed on June 6, 2000 – Published on 27.12.2000.
• 13. Patent of the Russian Federation No. 2097362, IPC С04В 38/00. Syryevaya smes dlia polucheniya penosilikatnogo teploizoliatsionnogo materiala [Raw mix for obtaining foam-silicate insulation material.] N.F. Artemenko, V.I. Golubev, S.D. Bondar, R.F. Valeyev, S.V. Malofeyev, V.N. Shevelev, M.M. Mubarakshin, G.K. Mardamshin – Claimed on May 17, 1995 – Published on November 27, 1997.
• 14. Patent of the Russian Federation No. 2220927, IPC С04 В 28/26. Syryevaya smes i sposob polucheniya granulirovannogo teploizoliatsionnogo materiala [Raw material mix and method of obtaining a granulated heatinsulating material.] T.N. Radina, M.Yu. Ivanov – Claimed on April 19, 2002 – Published on 01.10.2004.
• 15. Patent of the Russian Federation No. 2220928, IPC С04В 28/26. Syryevaya smes i sposob polucheniya granulirovannogo teploizoliatsionnogo materiala [Raw material mix and method of obtaining a granulated heatinsulating material.] T.N. Radina, M.Yu. Ivanov – Claimed on April 29, 2002 – Published on 01.10.2004.
• 16. Patent of the Russian Federation No. 2246463, IPC C04B 28/26. Syryevaya smes i sposob polucheniya zernistogo teploizoliatsionnogo materiala [Raw material mix and method of obtaining a grain heat-insulating material] / T.N. Radina, A.I. Kudyakov, M.Yu. Ivanov – Claimed on 22.10.2003. – Published on 20.02.2005.
• 17. Patent of the Russian Federation No. 2134668, IPC С04В 28/26. Sposob izgotovleniya poristykh silikatnykh materialov [Method for manufacturing porous silicate materials.] S.I. Brykov, V.M. Busygin, R.G. Valeyev, L.G. Reisin, K.S. Galimov, F.A. Zakirov, V.I. Korneyev, N.A. Mochalov, I.H. Mukhametov, Yu.A. Poddubnyi, T.D. Tikhonova, A.A. Fedurin – Claimed on May 29, 1998 – Published on 08.20.1999.
• 18. Patent of the Russian Federation No. 2268248 (13), IPC C04B 38/00. Vspenennyi material i sposob yego izgotovleniya [Foam material and the method of its manufacture.] V.A. Lotov, K.A. Rudik – Claimed on July 06, 2004 – Published on January 20, 2006.
• 19. Pat. 43549 Ukraine. IPC G 05 D 23/00. Sposib programnogo formuvannya liniynogo zakonu zminy temperatury nagrivnyka [Method of programmable formation of the linear law of the heater’s temperature change] / O.G. Dryuиko, D.O. Storozhenko, N.V. Bunyakina, I.O. Ivanytska – u 2009 01783; Claimed on 02.03.2009; Published on Aug 25, 2009, Bul. No. 16. – 10 p.
• 20. Pavlenko, A., Koshlak, H. (2015a). Design of processes of thermal bloating of silicates. Metallurgical and Mining Industry, 1, 118-122.
• 21. Pavlenko, A., Koshlak, H. (2015b). Production of porous material with projected thermophysical characteristics. Metallurgical and Mining Industry, 1, 123-127.
• 22. Pavlenko, A., Pietrowski, J.Z. (2017). New materials for thermal protection of buildings. Journal of new technologies in environmental science, 1, 12-24.
• 23. Żelazna, A. (2012). Ocena efektów środowiskowych termomodernizacji na przykładzie budynku jednorodzinnego. Rocznik Ochrona Środowiska, 14, 729-740

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).